O quê, por que e como

Devido à sua capacidade de fornecer alto empuxo e posicionamento preciso, os parafusos esféricos podem ser encontrados em muitas aplicações de montagem automatizada que exigem movimento linear.

Os parafusos esféricos acionam estágios de posicionamento para montagem de peças pequenas. Os parafusos esféricos controlam o eixo Z em robôs e o aríete em prensas de montagem eletromecânicas. Com sua alta rigidez, baixo assentamento Arial e rápidas velocidades de deslocamento, os fusos esféricos podem ser vistos em muitas máquinas de montagem eletrônica, incluindo carregadores de revistas, impressoras de pasta, dispensadores e equipamentos de colocação e inserção.

Assim como os parafusos Acme, os parafusos esféricos convertem o movimento rotativo em movimento linear. Mas, ao contrário dos parafusos Acme, os parafusos esféricos têm roscas helicoidais côncavas e os rolamentos esféricos passam entre o parafuso e a porca em uma pista recirculante. Esse arranjo minimiza drasticamente o desgaste mecânico e permite que um fuso de esfera converta mais de 90% do torque do motor em empuxo.

As roscas de um parafuso esférico podem ser retificadas ou enroladas. Os parafusos esféricos com roscas retificadas são mais precisos do que aqueles com roscas laminadas, mas também são mais caros. Assim como os parafusos Acme, os parafusos esféricos têm uma folga mínima ou movimento axial relativo entre o parafuso e a porca quando o motor não está girando. Tanto nos parafusos esféricos quanto nos parafusos Acme, a folga normalmente começa em 0,006 polegada. No entanto, à medida que um parafuso Acme se desgasta, a quantidade de folga aumenta. Isso não acontece em um parafuso esférico, devido à sua operação de baixo desgaste.

Se a reação é uma preocupação depende da aplicação. Por exemplo, em uma aplicação de movimento vertical, a carga empurra constantemente a porca para baixo, portanto a folga não é um problema. Uma maneira de eliminar a folga é usar uma porca pré-carregada. Pré-carregado significa que a interface entre as esferas e as ranhuras é protendida, portanto não há folga na pista. A posição da porca é inteiramente função da posição rotacional do eixo. A pré-carga também aumenta a rigidez do sistema.

Os rolamentos de suporte em cada extremidade do fuso de esferas não devem ser esquecidos. Estes são especificados como simples, fixos ou gratuitos. Suportes simples, como rolamentos de esferas, oferecem boa rigidez radial, mas nenhuma rigidez axial. Suportes fixos, como pares de rolamentos de contato angular, proporcionam rigidez em ambas as direções. Um suporte gratuito é apenas isso – nenhum suporte.

O quão bem você suporta o fuso de esferas determina a rapidez com que você pode girar o parafuso e quanta carga você pode colocar nele. Ao especificar os fusos de esferas, os engenheiros devem fornecer o máximo de informações de aplicação possível. Esta informação deve incluir as cargas esperadas, direções, ciclo Arial, cursos e ciclo de vida. Até as condições ambientais são importantes porque podem afetar as vedações dos rolamentos.

Corey aconselha os engenheiros a saberem a diferença entre precisão, repetibilidade e resolução – e a evitarem especificar mais precisão do que realmente precisam. Aumentar a precisão é extremamente caro em um parafuso. Aumentar a repetibilidade é a diferença entre uma porca padrão e uma porca pré-carregada. Custará mais, mas não tanto quanto mais precisão. Aumentar a resolução é barato e fácil.