Cosa, perché e come

Grazie alla loro capacità di fornire una spinta elevata e un posizionamento accurato, le viti a ricircolo di sfere possono essere trovate in molte applicazioni di assemblaggio automatizzato che richiedono movimento lineare.

Le viti a ricircolo di sfere guidano le fasi di posizionamento per l'assemblaggio di piccole parti. Le viti a ricircolo di sfere controllano l'asse Z nei robot e il pistone nelle presse di assemblaggio elettromeccaniche. Grazie alla loro elevata rigidità, al basso assestamento Arial e alle elevate velocità di spostamento, le viti a ricircolo di sfere possono essere viste in molte macchine di assemblaggio di componenti elettronici, inclusi caricatori di riviste, stampanti per pasta, distributori e apparecchiature di posizionamento e inserimento.

Come le viti Acme, le viti a ricircolo di sfere convertono il movimento rotatorio in movimento lineare. Ma a differenza delle viti Acme, le viti a sfere hanno filettature elicoidali concave e i cuscinetti a sfera scorrono tra la vite e il dado in una pista di ricircolo. Questa disposizione riduce drasticamente l'usura meccanica e consente alla vite a ricircolo di sfere di convertire oltre il 90% della coppia del motore in spinta.

Le filettature su una vite a ricircolo di sfere possono essere rettificate o rullate. Le viti a ricircolo di sfere con filettatura rettificata sono più precise di quelle con filettatura rullata, ma sono anche più costose. Come le viti Acme, le viti a ricircolo di sfere hanno un gioco minimo o un movimento assiale relativo tra la vite e il dado quando il motore non gira. Sia nelle viti a ricircolo di sfere che nelle viti Acme, il gioco inizia generalmente a 0,006 pollici. Tuttavia, man mano che una vite trapezia si usura, il gioco aumenta. Ciò non accade nelle viti a ricircolo di sfere, grazie al loro funzionamento a bassa usura.

Se il gioco costituisce un problema dipende dall'applicazione. Ad esempio, in un'applicazione con movimento verticale, il carico spinge costantemente verso il basso la chiocciola, quindi il gioco non costituisce un problema. Un modo per eliminare il gioco è utilizzare un dado precaricato. Precaricato significa che l'interfaccia tra le sfere e le scanalature è precompressa, quindi non c'è gioco nella pista. La posizione del dado è interamente funzione della posizione di rotazione dell'albero. Il precarico aumenta anche la rigidità del sistema.

I cuscinetti di supporto su ciascuna estremità della vite a ricircolo di sfere non devono essere trascurati. Questi sono specificati come semplici, fissi o gratuiti. I supporti semplici, come i cuscinetti a sfere, offrono una buona rigidità radiale, ma nessuna rigidità assiale. I supporti fissi, come le coppie di cuscinetti a contatto angolare, forniscono rigidità in entrambe le direzioni. Un supporto gratuito è proprio questo: nessun supporto.

La capacità di supportare la vite a ricircolo di sfere determina la velocità con cui è possibile far girare la vite e la quantità di carico che è possibile applicarvi. Quando si specificano le viti a ricircolo di sfere, gli ingegneri dovrebbero fornire quante più informazioni possibili sull'applicazione. Queste informazioni dovrebbero includere i carichi previsti, le direzioni, il ciclo Arial, le corse e il ciclo di vita. Anche le condizioni ambientali sono importanti, perché possono incidere sulle tenute dei cuscinetti.

Corey consiglia agli ingegneri di conoscere la differenza tra accuratezza, ripetibilità e risoluzione e di evitare di specificare una precisione maggiore di quella di cui hanno realmente bisogno. Aumentare la precisione è estremamente costoso in una vite. La crescente ripetibilità è la differenza tra una chiocciola standard e una chiocciola precaricata. Costerà di più, ma non tanto quanto una maggiore precisione. Aumentare la risoluzione è economico e facile.