Por que fusos de esferas?
Nos últimos anos, a necessidade de minifusos de esferas tornou-se mais evidente através de conversas com nossos clientes e feedback do mercado. Especificamente, a crescente demanda é por fusos de esferas de alta qualidade fabricados nos EUA e disponíveis em estoque. Em resposta, a FUYU Linear atendeu a esse chamado com uma linha de fusos de esferas de seis, oito e dez milímetros de diâmetro.
A FUYU Linear tem como alvo aplicações nas indústrias médica, de automação de laboratórios e de semicondutores. Estas são algumas das indústrias que acreditamos que estarão em alta, com muitos dos robôs que facilitam a automação exigindo fusos de esferas em miniatura.
Precisão e exatidão do fuso de esferas
Dentro da indústria, pode haver alguma confusão na terminologia quando se discute exatidão e precisão. Freqüentemente, os clientes referem-se a eles como intercambiáveis, mas não são. Na verdade, são dois termos separados usados para definir fusos de esferas e como eles são usados em uma aplicação.
A precisão é definida pelo parafuso e pode refletir como ele foi fabricado. Por exemplo, foi enrolado ou moído? A precisão é comparável a lançar um dardo em direção ao centro e acertar o alvo. Por outro lado, a precisão define o objetivo e é a repetibilidade ou a frequência com que o sistema atinge o alvo pretendido.
Orientação do fuso de esferas
Outro fator que os engenheiros tendem a esquecer é a orientação do fuso de esferas. Os fusos de esferas são projetados para funcionar melhor quando suas cargas estão na posição axial. A razão é que geralmente há um trilho perfilado, rolamento linear ou trilho que suporta a carga enquanto o próprio fuso de esferas faz o movimento.
Uma vez que o sistema é colocado na vertical, a direção da carga torna-se direcional de uma unidade com as forças completamente para baixo. Isso tem vários efeitos no design do sistema, incluindo o desgaste do fuso de esferas durante o movimento, tanto em velocidade quanto em aceleração. À medida que o dispositivo se move para cima e para baixo, a velocidade e a desaceleração adicionam carga extra ao sistema. O resultado pode ser uma carga de impacto implícita na parte inferior, portanto a reversão da carga torna-se crítica para o projeto do sistema.
Velocidade e aceleração do fuso de esferas
A velocidade é outro fator crítico, mas é melhor dividi-la em duas partes: velocidade da porca esférica e velocidade do parafuso. A primeira parte aplica-se ao próprio parafuso e refere-se à rapidez com que o parafuso irá girar. O comprimento do parafuso frequentemente definirá os limites da velocidade do parafuso. Por exemplo, quanto mais longo for um parafuso, maior será a vibração possível. A vibração no sistema causará corrosão e redução da vida útil. Muitos projetistas desejam que as cargas se movam o mais rápido possível para atingir a posição desejada o mais rápido possível. Infelizmente, existem limitações com o parafuso que devem ser abordadas.
A segunda parte da velocidade crítica aplica-se à porca. Aqui, a velocidade crítica refere-se à rapidez com que a porca pode girar dentro dos limites do sistema de retorno e reflete a rapidez com que os rolamentos de esferas internos recirculam. Os conjuntos de parafusos métricos em miniatura da FUYU Linear possuem um retorno interno que é muito suave, silencioso e capaz de velocidades de porca mais altas.
Ciclos de trabalho do fuso de esferas
Um ciclo de trabalho por si só não é excessivamente crítico. Geralmente isso se presta mais a uma discussão sobre a vida útil do parafuso, o que pode ficar extremamente complicado quando se considera um perfil de movimento. Um perfil de movimento é normalmente um movimento de aparência trapezoidal onde há a aceleração inicial, depois o movimento constante e, finalmente, a desaceleração. Embora tudo isso seja muito crítico, a aceleração é um daqueles itens que normalmente é desconsiderado. Na verdade, tentar encontrar limitações de aceleração do fuso de esferas em materiais de referência é extremamente desafiador, por isso é muitas vezes limitado a um G padrão e meio. Esse número é mais uma diretriz porque as velocidades máximas, aceleração e desaceleração reais são realmente baseadas em aplicativos e muitas vezes precisam ser definidas por meio de experimentação.
Uma das grandes vantagens dos fusos de esferas é sua vida útil definida. As normas internacionais esclarecem como definimos a vida útil de um fuso de esferas. Para métricas, geralmente é uma função de um milhão de revoluções, que é a nossa vida L10 e onde estatisticamente 90% dos fusos de esferas atingirão essa vida. Na realidade podem chegar a muito mais, mas agora existe um valor mínimo estabelecido.
Curso do fuso de esferas
Com parafusos de esferas em miniatura, existem alguns fatores diferentes relacionados ao deslocamento. Em cenários de deslocamento curto de um ou dois milímetros, surgem dificuldades porque as esferas não estão recirculando totalmente dentro da porca. Definir a vida útil do fuso de esferas nessas circunstâncias, juntamente com o projeto e a função do sistema de retorno, desempenhará um papel crítico no desempenho dele. Por exemplo, uma bomba de fluido requer um alcance de deslocamento extremamente curto, de 10 a 100 milímetros. Esse último milímetro de percurso sofrerá maior força, criando possíveis problemas quando se trata de definir a vida útil do fuso de esferas.
Aplicações de viagens longas também podem criar problemas. Por exemplo, à medida que um fuso de esfera de seis milímetros percorre um metro, a velocidade crítica e a prevenção de afundamento tornam-se fatores importantes. Portanto, entre o curso extremamente curto e longo fica o meio do curso, ou o ponto ideal onde 100 a 200 milímetros de curso é ideal para que esses tipos de parafusos funcionem melhor.
Capacidades de carga do fuso de esferas
Os fusos de esferas são projetados para serem carregados 100% axialmente. Se feito corretamente, o fuso de esferas durará sua vida útil L10. Freqüentemente, quando os parafusos esféricos falham, ocorre uma deformação do parafuso e da porca resultante de uma carga que não estava devidamente alinhada. Uma carga radial ou uma carga momentânea em um fuso de esferas pode impactar a vida útil do L10, reduzindo a capacidade de carga em mais de 90%. A lição aqui é que, se houver cálculos de projeto em um catálogo que recomendem uma estrutura de suporte paralela dentro de um parâmetro específico, é fundamental aderir a essa diretriz.
Horário da postagem: 23 de outubro de 2023