Mitä, miksi ja miten

Koska kuularuuvit pystyvät tarjoamaan suuren työntövoiman ja tarkan asemoinnin, niitä löytyy monista automatisoiduista kokoonpanosovelluksista, jotka vaativat lineaarista liikettä.

Kuularuuvit käyttävät paikoitusvaiheita pienten osien kokoamista varten. Kuularuuvit ohjaavat Z-akselia roboteissa ja mäntää sähkömekaanisissa kokoonpanopuristimissa. Suuren jäykkyytensä, alhaisten Arial-laskeutumisten ja nopeiden kulkunopeuksiensa ansiosta kuularuuvit ovat nähtävissä monissa elektroniikan kokoonpanokoneissa, mukaan lukien aikakauslehtien lastaajat, tahnatulostimet, annostelijat sekä sijoitus- ja syöttölaitteet.

Kuten Acme-ruuvit, kuularuuvit muuttavat pyörivän liikkeen lineaariseksi liikkeeksi. Mutta toisin kuin Acme-ruuveissa, kuularuuveissa on koverat kierteet, ja kuulalaakerit kulkevat ruuvin ja mutterin välissä kierrätysradalla. Tämä järjestely minimoi dramaattisesti mekaanisen kulumisen ja mahdollistaa kuularuuvin muuntaa yli 90 prosenttia moottorin vääntömomentista työntövoimaksi.

Kuularuuvin kierteet voidaan hioa tai rullata. Maakierteiset kuularuuvit ovat tarkempia kuin rullakierteiset, mutta ne ovat myös kalliimpia. Kuten Acme-ruuveilla, kuularuuveilla on pieni välys eli suhteellinen aksiaalinen liike ruuvin ja mutterin välillä, kun moottori ei pyöri. Sekä kuularuuveissa että Acme-ruuveissa välys alkaa tyypillisesti 0,006 tuumasta. Kuitenkin, kun Acme-ruuvi kuluu, välyksen määrä kasvaa. Tätä ei tapahdu kuularuuvissa sen vähäisen kulumisen vuoksi.

Se, onko takaisku huolenaihe, riippuu sovelluksesta. Esimerkiksi pystysuorassa liikesovelluksessa kuorma painaa jatkuvasti mutteria, joten välys ei ole ongelma. Yksi tapa poistaa välystä on käyttää esikuormitettua mutteria. Esikuormitettu tarkoittaa, että pallojen ja urien välinen rajapinta on esijännitetty, joten kilparadalla ei ole välystä. Mutterin asento riippuu täysin akselin pyörimisasennosta. Esikuormitus lisää myös järjestelmän jäykkyyttä.

Palloruuvin kummassakin päässä olevia tukilaakereita ei pidä jättää huomiotta. Nämä on määritelty yksinkertaisiksi, kiinteiksi tai ilmaisiksi. Yksinkertaiset tuet, kuten kuulalaakerit, tarjoavat hyvän radiaalisen jäykkyyden, mutta ei aksiaalista jäykkyyttä. Kiinteät tuet, kuten kulmakosketuslaakeriparit, antavat jäykkyyttä molempiin suuntiin. Ilmainen tuki on juuri sitä – ei tukea ollenkaan.

Se, kuinka hyvin tuet kuularuuvia, määrittää, kuinka nopeasti voit pyörittää ruuvia ja kuinka paljon kuormaa voit asettaa siihen.Kuularuuveja määritettäessä insinöörien tulee antaa mahdollisimman paljon sovellustietoja. Näiden tietojen tulee sisältää odotetut kuormat, ohjeet, Arial-sykli, iskut ja elinkaari. Myös ympäristöolosuhteet ovat tärkeitä, koska ne voivat vaikuttaa laakerin tiivisteisiin.

Corey neuvoo insinöörejä tietämään eron tarkkuuden, toistettavuuden ja resoluution välillä – ja välttämään määrittämästä enemmän tarkkuutta kuin he todella tarvitsevat. Tarkkuuden lisääminen ruuvissa on erittäin kallista. Toistettavuuden parantaminen on ero vakiomutterin ja esikuormitetun mutterin välillä. Se maksaa enemmän, mutta ei läheskään yhtä paljon kuin tarkkuutta. Tarkkuuden lisääminen on halpaa ja helppoa.