Preîncărcarea șurubului cu bile: Cum se verifică și se ajustează corect

Preîncărcare șurub cu bileeste o sarcină axială internă introdusă între arborele șurubului, piulița cu bile și bilele de recirculare. Este folosit pentru a reduce jocul axial și pentru a crește rigiditatea unui sistem de poziționare, în special atunci când direcția de mișcare se schimbă.

Cu toate acestea, nu orice șurub cu bile permite reglarea preîncărcării după instalare. Metoda corectă depinde dacă ansamblul folosește bile supradimensionate, o piuliță simplă cu pas decalat, un distanțier cu piuliță dublă sau o altă structură proiectată de producător. Încercarea de a regla tipul greșit poate crește cuplul de rulare, poate deteriora sistemul de retur sau poate cauza uzură prematură.

Ce este preîncărcarea șurubului cu bile?

Un șurub cu bile nepreîncărcat conține o cantitate mică de joc axial intern între bile și canale. Când direcția de mișcare se inversează, acest spațiu liber poate produce pierderea mișcării înainte ca sarcina să fie transferată în direcția opusă.

Un șurub cu bile preîncărcat creează contact pe părțile opuse ale căilor de rulare, astfel încât jocul axial este redus sau eliminat în condițiile de inspecție specificate. Acest lucru îmbunătățește comportamentul de inversare și rigiditatea axială.

Preîncărcarea nu trebuie confundată cu sarcina de lucru externă. Sarcina de lucru provine din deplasarea sau poziționarea componentei mașinii, în timp ce preîncărcarea este deja prezentă în ansamblul șurub și piuliță înainte ca sarcina externă să fie aplicată.

Ce îmbunătățește preîncărcarea șurubului cu bile?

Atunci când este selectată corect, preîncărcarea poate oferi mai multe beneficii:

• Joc axial redus
• Precizie de inversare îmbunătățită
• Rigiditate axială mai mare
• Deplasare redusă sub sarcini axiale variabile
• Răspuns mai stabil în sistemele de poziționare de precizie

Preîncărcarea nu îmbunătățește automat acuratețea lead-ului. Precizia plumbului este determinată în principal de precizia de fabricație a șurubului, în timp ce preîncărcarea afectează în primul rând jocul axial și rigiditatea.

Preîncărcarea nu prelungește automat durata de viață. Preîncărcarea excesivă crește sarcina internă, frecarea, cuplul de rulare și generarea de căldură. Poate scurta durata de viață la oboseală a șurubului, piuliței, bilelor și rulmenților de susținere.

Poate fi reglată preîncărcarea fiecărui șurub cu bile?

Nu. Înainte de a încerca o reglare a preîncărcării șurubului cu bile, identificați structura piuliței și metoda utilizată inițial pentru a crea preîncărcarea.

Dacă structura de preîncărcare nu este cunoscută, nu dezasamblați piulița și nu o scoateți de pe arborele șurubului. Bilele recirculare pot cădea, iar dimensiunea, cantitatea și secvența lor de încărcare inițială se pot pierde.

Preîncărcare a mingii supradimensionate

Într-un șurub preîncărcat cu bile supradimensionate, diametrul bilei este selectat pentru a crea o interferență controlată între bile și canalele de rulare pentru șuruburi și piulițe. Această metodă poate oferi o structură compactă cu o singură piuliță.

Preîncărcarea este stabilită de dimensiunea bilei, geometria căii de rulare, unghiul de contact și potrivirea dimensională a șurubului și piuliței. Nu poate fi reglat în mod fiabil prin strângerea unui element de fixare extern.

Dacă preîncărcarea s-a pierdut din cauza uzurii, instalarea pur și simplu de bile mai mari fără a măsura canalele de rulare este nesigură. Bilele prea mari pot produce stres excesiv de contact, cuplu mare, circulație proastă, căldură și deteriorarea timpurie a suprafeței.

Corectarea acestui tip de preîncărcare șurubului cu bile necesită, în mod normal, ca producătorul sau o unitate de reparații calificată să:

• Inspectați canalele pentru șuruburi și piulițe
• Măsurați uzura și deteriorarea suprafeței
• Selectați diametrul și gradul corect al bilei
• Reîncărcați corect circuitele de circulație
• Măsurați jocul axial și cuplul de rulare

Preîncărcare offset-pitch

Preîncărcarea cu pas decalat este creată prin modificarea pasului canelurii din piulița cu bile. Cele două secțiuni încărcate acționează în direcții axiale opuse și produc preîncărcare fără a necesita două piulițe separate și un distanțier extern.

Această preîncărcare este încorporată în geometria piuliței în timpul producției. Utilizatorul echipamentului nu îl poate regla prin rotirea manuală sau deplasarea unei părți a piuliței.

Dacă un șurub cu bile preîncărcat decalat dezvoltă un joc axial excesiv, un zgomot anormal sau un cuplu crescut, întregul ansamblu trebuie inspectat. Cauzele posibile includ uzura canalului de rulare, uzura bilei, defectarea lubrifierii, contaminarea, alinierea greșită sau deteriorarea sistemului de retur.

Preîncărcare șurub cu piuliță dublă

Un șurub cu bile cu două piulițe folosește două secțiuni de piuliță care acționează în direcții axiale opuse. Un distanțier, o lamă, un filet sau o altă structură de reglare controlate cu precizie stabilește poziția axială relativă între ele.

Dintre modelele comune de șuruburi cu bile, o structură cu piuliță dublă este cea mai probabilă să permită corectarea preîncărcării. Cu toate acestea, reglarea ar trebui să urmeze desenul producătorului, preîncărcarea specificată și procedura de inspecție.

Procedura generală de ajustare

1. Identificați ansamblul original.Confirmați modelul, diametrul șurubului, plumbul, structura piuliței, metoda de preîncărcare și specificațiile producătorului.
2. Inspectați întregul sistem.Verificați lubrifierea, alinierea, rulmenții de susținere, cuplarea, suprafețele de montare și starea șuruburilor înainte de a presupune că preîncărcarea este cauza problemei.
3. Măsurați starea existentă.Înregistrați jocul axial, cuplul de pornire, cuplul de rulare, variația cuplului și comportamentul temperaturii.
4. Eliberați structura de blocare.Marcați pozițiile originale și urmați instrucțiunile de demontare ale producătorului.
5. Schimbați distanțierul sau poziția de reglare într-o cantitate controlată.Creșterea distanței relative între secțiunile piuliței încărcate crește în general preîncărcarea, dar relația exactă depinde de proiectare.
6. Asigurați corect ansamblul.Restaurați componentele de blocare conform metodei specificate.
7. Măsurați din nou.Verificați jocul axial, cuplul de rulare, netezimea și temperatura înainte de a readuce axa în funcțiune.

Nu utilizați cuplul de strângere al șuruburilor carcasei piuliței ca măsură directă a preîncărcării șurubului cu bile. Cuplul șuruburilor confirmă condițiile de fixare; nu stabilește direct preîncărcarea internă între bile și canale.

Cum se verifică preîncărcarea șurubului cu bile?

În mod normal, preîncărcarea nu este confirmată doar prin simțirea manuală. Un șurub care se simte strâns poate fi nealiniat, contaminat, prost lubrifiat sau deteriorat, mai degrabă decât preîncărcat corect.

În funcție de produs și aplicație, inspecția poate include:

Măsurarea jocului axial

Se aplică o forță axială în direcții opuse în timp ce se măsoară deplasarea relativă dintre șurub și piuliță. Forța de testare, rigiditatea dispozitivului de fixare și poziția de măsurare trebuie să rămână consecvente.

Cuplu de pornire și de funcționare

Cuplul este măsurat în timp ce piulița sau șurubul se deplasează prin cursa efectivă. Valoarea și variația permisă trebuie comparate cu specificațiile producătorului.

Măsurarea cuplului trebuie să țină cont de etanșări, lubrifiant, temperatură, accelerație, alinierea arborelui și rezistența lagărului suport. Măsurarea întregii axe instalate fără a separa aceste efecte poate da un rezultat înșelător.

Încercarea sarcină-deplasare axială

Pentru sistemele de precizie mai mare, se aplică o sarcină axială în timp ce se înregistrează deplasarea. Relația sarcină-deplasare rezultată oferă informații despre rigiditatea ansamblului șurub și piuliță.

Verificare a temperaturii și netezirii

După reglare, șurubul ar trebui să ruleze fără probleme pe întreaga cursă, fără a se bloca, vârfuri repetate de cuplu, zgomot anormal sau creștere rapidă a temperaturii.

Câtă preîncărcare ar trebui să aibă un șurub cu bile?

Nu există o valoare universală de preîncărcare potrivită pentru fiecare șurub cu bile. Nivelul necesar depinde de:

• Sarcina axială aplicată
• Rigiditatea necesară
• Cerințe de poziționare și inversare
• Diametrul șurubului și plumb
• Nuci și structură de circulație
• Viteza de operare si acceleratie
• Ciclu de funcționare
• Lubrifiere
• Creșterea temperaturii așteptată
• Durată de viață necesară

Aplicațiile cu cerințe de poziționare moderate pot utiliza o preîncărcare scăzută sau o piuliță cu joc controlat. Axele mașinilor de precizie pot necesita o preîncărcare mai mare, dar creșterea preîncărcării peste nivelul necesar nu produce o precizie sau rigiditate nelimitată.

Preîncărcarea selectată trebuie să rămână în limitele capacității șurubului, piuliței, rulmenților de susținere, motorului și sistemului complet de alimentare.

Preîncărcare șurub cu bile rulat vs

Un șurub cu bile laminate nu necesită automat mai puțină preîncărcare decât un șurub cu bile împărțit. Preîncărcarea adecvată este determinată de structura piuliței, capacitatea de fabricație, cerințele de precizie și aplicație.

Șuruburile laminate sunt selectate în mod obișnuit pentru automatizarea generală și sistemele de poziționare economice, în timp ce șuruburile de împământare sunt utilizate atunci când sunt necesare o precizie mai strânsă a cablului și o consistență a mișcării. Cu toate acestea, ambele tipuri pot fi furnizate cu spațiu liber sau condiții de preîncărcare diferite, în funcție de designul produsului.

Când solicitați un șurub cu bile preîncărcat, specificați precizia necesară, jocul axial, rigiditatea, sarcina, viteza și aplicarea, în loc să solicitați doar „preîncărcare mare”.

Simptome de preîncărcare incorectă a șurubului cu bile

Preîncărcarea poate fi prea mică atunci când:

• Jocul axial depășește valoarea specificată
• Inversarea produce o mișcare pierdută măsurabilă
• Piulița se mișcă sub o mică sarcină axială inversă
• Rigiditatea axei este mai mică decât era de așteptat

Preîncărcarea poate fi prea mare atunci când:

• Cuplul de pornire sau de funcționare este excesiv
• Șurubul se încălzește rapid în timpul funcționării
• Cuplul variază puternic de-a lungul cursei
• Motorul necesită mai mult curent decât era de așteptat
• Mișcarea devine aspră sau produce zgomot anormal
• Starea lubrifiantului se deteriorează rapid

Aceste simptome nu demonstrează că preîncărcarea este singura cauză. Nealinierea, rulmenții suport deteriorați, lubrifierea incorectă, contaminarea, arborii șurubului îndoiți, deformarea montajului și componentele de retur deteriorate pot produce un comportament similar.

Greșeli frecvente de reglare a preîncărcării

• Scoaterea unei piulițe cu bilă din șurub fără manșon de transfer
• Înlocuirea bilelor fără a cunoaște diametrul original și aranjamentul circuitului
• Creșterea preîncărcării pentru a compensa căile de rulare uzate sau deteriorate
• Aprecierea preîncărcării numai prin rotirea șurubului cu mâna
• Folosind cuplul șuruburilor de montare ca valoare de preîncărcare
• Ignorarea rezistenței suport-lagăr în timpul măsurării cuplului
• Reglarea preîncărcării înainte de a corecta alinierea greșită a șuruburilor și ghidajului
• Presupunând că jocul zero măsurabil înseamnă întotdeauna că preîncărcarea este corectă

Când ar trebui înlocuit șurubul cu bile?

Reglarea preîncărcării nu poate repara fiecare șurub cu bile. Înlocuirea sau recondiționarea profesională ar trebui luată în considerare atunci când inspecția constată:

• Pitting, descuamare sau scoring pe pistele de rulare
• Uzură severă sau neuniformă
• Componente de întoarcere a mingii deteriorate
• Un ax șurub îndoit
• Variație persistentă a cuplului după verificări de aliniere și lubrifiere
• Jocul axial care nu poate fi corectat în proiectul original
• Pierderea preciziei necesare asupra cursei de lucru

Pentru un ansamblu mai vechi, înlocuirea numai a bilelor sau a piuliței poate să nu restabilească performanța inițială dacă canalul de rulare a șuruburilor este deja uzat.

Informații privind preîncărcarea șuruburilor cu bile pentru o anchetă

Pentru a obține o recomandare adecvată, furnizați:

• Seria șurub cu bile și model complet
• Diametrul șurubului și plumb
• Structură cu o singură sau dublă piuliță
• Gradul de precizie
• Jocul axial necesar sau preîncărcare
• Sarcina axială maximă
• Viteza de funcționare și ciclul de lucru
• Cursă și lungime totală a șurubului
• Orientarea montajului
• Desen de prelucrare finală
• Măsurătorile existente ale cuplului, jocului sau erorilor

Opțiuni pentru șuruburi cu bile și piuliță cu bile DLY

DLY produce șuruburi cu bile laminate și șlefuite în mai multe configurații de piulițe pentru echipamente de automatizare, mașini-unelte, module liniare și proiecte OEM. Opțiunile disponibile depind de diametrul șurubului, plumb, structura piuliței, gradul de precizie, cerința de joc axial și condițiile de funcționare.

Explorați DLYgama de șuruburi cu bileşiserie de piulițe cu bile.

Dacă un șurub cu bile existent are un joc excesiv sau un cuplu anormal, trimiteți modelul complet, dimensiunile, fotografiile, jocul măsurat, condițiile de funcționare și simptomele defecțiunii. DLY poate examina apoi dacă ajustarea, potrivirea sau înlocuirea este abordarea mai adecvată.

← Înapoi la DLY Blog