¿Por qué husillos de bolas?
En los últimos años, la necesidad de minihusillos de bolas se ha hecho más evidente a través de conversaciones con nuestros clientes y comentarios del mercado. Específicamente, la creciente demanda es de husillos de bolas de alta calidad fabricados en EE. UU. y disponibles en stock. En respuesta, FUYU Linear respondió a esa llamada con una línea de husillos de bolas de seis, ocho y diez milímetros de diámetro.
FUYU Linear tiene como objetivo aplicaciones en las industrias médica, de automatización de laboratorios y de semiconductores. Estas son algunas de las industrias que creemos que van a estar de moda, y muchos de los robots que facilitan la automatización requerirán husillos de bolas en miniatura.
Precisión y exactitud del husillo de bolas
Dentro de la industria, puede haber cierta confusión en la terminología cuando se habla de exactitud y precisión. A menudo, los clientes se refieren a ellos como intercambiables, pero no lo son. En realidad, son dos términos separados que se utilizan para definir los husillos de bolas y cómo se utilizan en una aplicación.
La precisión está definida por el tornillo y puede reflejar cómo se fabricó. Por ejemplo, ¿fue enrollado o molido? La precisión es comparable a lanzar un dardo hacia el centro y dar en el blanco. Por otro lado, la precisión define la tuerca y es la repetibilidad o la frecuencia con la que el sistema alcanza el objetivo previsto.
Orientación del husillo de bolas
Otro factor que los ingenieros tienden a olvidar es la orientación del husillo de bolas. Los husillos de bolas están diseñados para funcionar mejor cuando sus cargas están en posición axial. La razón es que generalmente hay un riel de perfil, un rodamiento lineal o un riel que soporta la carga mientras el husillo de bolas realiza el movimiento.
Una vez que el sistema se vuelve vertical, la dirección de la carga se vuelve unidireccional con las fuerzas completamente hacia abajo. Esto tiene múltiples efectos en el diseño del sistema, incluido el desgaste del husillo de bolas durante el movimiento, tanto en velocidad como en aceleración. A medida que el dispositivo se mueve hacia arriba y hacia abajo, la velocidad y la desaceleración agregan una carga adicional al sistema. El resultado puede ser una carga de impacto implícita en la parte inferior, por lo que invertir la carga se vuelve fundamental para el diseño del sistema.
Velocidad y aceleración del husillo de bolas
La velocidad es otro factor crítico, pero es mejor dividirla en dos partes: velocidad de la tuerca de bolas y velocidad del tornillo. La primera parte se aplica al tornillo en sí y se refiere a qué tan rápido girará el tornillo. La longitud del tornillo definirá a menudo los límites de la velocidad del tornillo. Por ejemplo, cuanto más largo sea un tornillo, mayor será la vibración posible. La vibración en el sistema provocará corrosión y reducirá su vida útil. Muchos diseñadores quieren que las cargas se muevan lo más rápido posible para alcanzar la posición deseada lo más rápido posible. Desafortunadamente, existen limitaciones con el tornillo que deben abordarse.
La segunda parte de la velocidad crítica se aplica a la tuerca. Aquí, la velocidad crítica se refiere a qué tan rápido puede girar la tuerca dentro de los límites del sistema de retorno y refleja qué tan rápido recirculan los rodamientos de bolas internos. Los conjuntos de tornillos métricos en miniatura de FUYU Linear tienen un retorno interno muy suave, silencioso y capaz de alcanzar velocidades de tuerca más altas.
Ciclos de trabajo de husillos de bolas
Un ciclo de trabajo por sí solo no es demasiado crítico. Por lo general, se presta más a una discusión sobre la vida útil de los tornillos, lo que puede volverse extremadamente complicado al considerar un perfil de movimiento. Un perfil de movimiento suele ser un movimiento de apariencia trapezoidal donde hay una aceleración inicial, luego un movimiento constante y finalmente una desaceleración. Si bien todos estos son muy críticos, la aceleración es uno de esos elementos que normalmente se ignora. De hecho, tratar de encontrar limitaciones de aceleración de husillos de bolas en materiales de referencia es extremadamente desafiante, por lo que a menudo se limita a una G y media estándar. Ese número es más una guía porque las velocidades máximas, la aceleración y la desaceleración reales realmente se basan en la aplicación y, a menudo, deben definirse mediante experimentación.
Una de las mejores cosas de los husillos de bolas es su vida definida. Las normas internacionales aclaran cómo definimos la vida útil de un husillo de bolas. Para las métricas, generalmente es una función de un millón de revoluciones, que es nuestra vida L10 y donde estadísticamente el 90% de los husillos de bolas alcanzarán esta vida. En realidad, puede que lleguen a mucho más, pero ahora hay un valor mínimo establecido.
Recorrido del husillo de bolas
Con los husillos de bolas en miniatura, hay un par de factores diferentes relacionados con el recorrido. En escenarios de recorrido corto, de uno o dos milímetros, surgen dificultades porque las bolas no recirculan completamente dentro de la tuerca. Definir la vida útil del husillo de bolas en estas circunstancias junto con el diseño y la función del sistema de retorno desempeñará un papel fundamental en su rendimiento. Por ejemplo, una bomba de fluido requiere un recorrido de recorrido extremadamente corto, de 10 a 100 milímetros. Ese último milímetro de recorrido experimentará la mayor fuerza, creando posibles problemas a la hora de definir la vida útil del husillo de bolas.
Las aplicaciones para viajes largos también pueden crear problemas. Por ejemplo, cuando un husillo de bolas de seis milímetros recorre un metro, la velocidad crítica y la prevención del hundimiento se convierten en factores importantes. Entonces, entre el recorrido extremadamente corto y largo se encuentra el recorrido medio, o el punto ideal donde un recorrido de 100 a 200 milímetros es ideal para que este tipo de tornillos funcionen mejor.
Capacidades de carga de husillos de bolas
Los husillos de bolas están diseñados para cargarse al 100% axialmente. Si se hace correctamente, el husillo de bolas durará su vida útil L10. A menudo, cuando los husillos de bolas fallan, se produce una deformación del husillo y la tuerca como resultado de una carga que no estaba correctamente alineada. Una carga radial o una carga de momento en un husillo de bolas puede afectar la vida útil L10 al reducir la capacidad de carga en más del 90 %. La lección aquí es que, si hay cálculos de diseño en un catálogo que recomiendan una estructura de soporte paralela dentro de un parámetro específico, es fundamental cumplir con esa directriz.
Hora de publicación: 23 de octubre de 2023