Perché le viti a ricircolo di sfere?
Negli ultimi anni, la necessità di viti a ricircolo di sfere di dimensioni ridotte è diventata sempre più evidente grazie alle conversazioni con i nostri clienti e al feedback del mercato. In particolare, la crescente domanda riguarda viti a ricircolo di sfere di alta qualità, prodotte negli Stati Uniti e disponibili a magazzino. Per rispondere a questa esigenza, FUYU Linear ha sviluppato una linea di viti a ricircolo di sfere con diametri di sei, otto e dieci millimetri.
FUYU Linear si rivolge ad applicazioni nei settori medico, dell'automazione di laboratorio e dei semiconduttori. Riteniamo che questi siano alcuni dei settori in maggiore espansione, dato che molti dei robot che facilitano l'automazione richiedono viti a ricircolo di sfere miniaturizzate.
Precisione e accuratezza delle viti a ricircolo di sfere
Nel settore, può esserci una certa confusione terminologica quando si parla di accuratezza e precisione. Spesso i clienti le considerano sinonimi, ma non lo sono. Si tratta infatti di due termini distinti utilizzati per definire le viti a ricircolo di sfere e il loro impiego in una specifica applicazione.
L'accuratezza è definita dalla vite e può riflettere il modo in cui è stata fabbricata. Ad esempio, è stata laminata o rettificata? L'accuratezza è paragonabile al lanciare una freccetta verso il centro e colpire il bersaglio. D'altra parte, la precisione definisce il dado ed è la ripetibilità o la frequenza con cui il sistema raggiunge il bersaglio previsto.
Orientamento della vite a ricircolo di sfere
Un altro fattore che gli ingegneri tendono a dimenticare è l'orientamento della vite a ricircolo di sfere. Le viti a ricircolo di sfere sono progettate per funzionare al meglio quando i carichi sono in posizione assiale. Il motivo è che solitamente è presente una guida profilata, un cuscinetto lineare o una rotaia che supporta il carico mentre la vite a ricircolo di sfere compie il movimento.
Una volta che il sistema viene ruotato in verticale, la direzione del carico diventa unidirezionale, con le forze completamente dirette verso il basso. Ciò ha molteplici effetti sulla progettazione del sistema, incluso il modo in cui la vite a ricircolo di sfere si usura durante il movimento sia in velocità che in accelerazione. Quando il dispositivo si muove verticalmente, la velocità e la decelerazione aggiungono un carico extra al sistema. Il risultato può essere un carico d'impatto implicito nella parte inferiore, quindi invertire il carico diventa fondamentale per la progettazione del sistema.
Velocità e accelerazione della vite a ricircolo di sfere
La velocità è un altro fattore critico, ma è meglio suddividerla in due parti: velocità del dado a ricircolo di sfere e velocità della vite. La prima parte si riferisce alla vite stessa e indica la sua velocità di rotazione. La lunghezza della vite spesso determina i limiti della velocità di rotazione. Ad esempio, più una vite è lunga, maggiori sono le possibili vibrazioni. Le vibrazioni nel sistema possono causare corrosione e ridurre la durata utile. Molti progettisti desiderano che i carichi si muovano il più velocemente possibile per raggiungere la posizione desiderata nel minor tempo possibile. Sfortunatamente, la vite presenta dei limiti che devono essere presi in considerazione.
La seconda parte della velocità critica si applica al dado. In questo caso, la velocità critica indica la velocità massima di rotazione del dado entro i limiti del sistema di ritorno e riflette la velocità di ricircolo delle sfere interne. Gli assiemi di viti metriche miniaturizzate di FUYU Linear sono dotati di un sistema di ritorno interno estremamente fluido, silenzioso e in grado di raggiungere velocità di rotazione del dado più elevate.
Cicli di lavoro delle viti a ricircolo di sfere
Il ciclo di lavoro di per sé non è eccessivamente critico. Solitamente si presta maggiormente a una discussione sulla durata della vite, che può diventare estremamente complessa quando si considera un profilo di movimento. Un profilo di movimento ha tipicamente una forma trapezoidale, con un'accelerazione iniziale, un movimento costante e infine una decelerazione. Sebbene tutti questi aspetti siano molto importanti, l'accelerazione è uno di quelli che viene solitamente trascurato. Infatti, trovare limiti di accelerazione per le viti a ricircolo di sfere in documenti di riferimento è estremamente difficile, quindi spesso ci si limita a un valore standard di 1,5 G. Questo valore è più che altro una linea guida, perché le velocità massime, l'accelerazione e la decelerazione effettive dipendono dall'applicazione e spesso devono essere definite tramite sperimentazione.
Uno dei grandi vantaggi delle viti a ricircolo di sfere è la loro durata definita. Gli standard internazionali chiariscono come viene definita la durata di una vite a ricircolo di sfere. In termini metrici, si fa solitamente riferimento a un milione di giri, che corrisponde alla nostra durata L10 e che statisticamente il 90% delle viti a ricircolo di sfere raggiunge. In realtà, possono raggiungere una durata molto maggiore, ma ora esiste un valore minimo stabilito.
Corsa della vite a ricircolo di sfere
Nel caso di viti a ricircolo di sfere miniaturizzate, diversi fattori sono legati alla corsa. In scenari con corse brevi, di uno o due millimetri, sorgono difficoltà perché le sfere non ricircolano completamente all'interno del dado. Definire la durata della vite a ricircolo di sfere in queste circostanze, insieme alla progettazione e al funzionamento del sistema di ritorno, gioca un ruolo fondamentale sulle sue prestazioni. Ad esempio, una pompa per fluidi richiede una corsa estremamente breve, da 10 a 100 millimetri. L'ultimo millimetro di corsa sarà sottoposto alla forza maggiore, creando potenziali problemi nella definizione della durata della vite a ricircolo di sfere.
Anche le applicazioni con lunghe corse possono creare problemi. Ad esempio, quando una vite a ricircolo di sfere da sei millimetri percorre un metro, la velocità critica e la prevenzione dell'abbassamento diventano fattori importanti. Quindi, tra le corse estremamente brevi e quelle estremamente lunghe si trova la via di mezzo, ovvero il punto ottimale, in cui una corsa compresa tra 100 e 200 millimetri è ideale per garantire il funzionamento ottimale di questo tipo di viti.
Capacità di carico della vite a ricircolo di sfere
Le viti a ricircolo di sfere sono progettate per sopportare un carico assiale del 100%. Se installate correttamente, le viti a ricircolo di sfere dureranno per tutta la loro vita utile L10. Spesso, quando una vite a ricircolo di sfere si rompe, si verifica una deformazione della vite e del dado a causa di un carico non correttamente allineato. Un carico radiale o un momento flettente su una vite a ricircolo di sfere può compromettere la durata utile L10 riducendo la capacità di carico di oltre il 90%. La lezione da imparare è che, se in un catalogo sono presenti calcoli di progettazione che raccomandano una struttura di supporto parallela entro parametri specifici, è fondamentale attenersi a tale indicazione.
Data di pubblicazione: 23 ottobre 2023