Un șurub cu bile de împământare este proiectat în primul rând pentru a transmite forța de-a lungul axei șurubului. Nu trebuie utilizat ca componentă care susține greutatea unei mese mobile, o forță de prelucrare radială sau un moment de răsturnare.
Din acest motiv, nu există o „sarcină radială maximă admisă” universală care să se aplice tuturor șuruburilor cu bile de pământ. Cataloagele cu șuruburi cu bile specifică în mod normal valorile de sarcină dinamică axială, sarcinile statice axiale, sarcina axială admisă, viteza critică și durata de viață. În general, pentru selectarea șurubului cu bile în sine nu se folosește o sarcină radială separată.
Raspuns practic:Trebuie evitată încărcarea radială intenționată asupra piuliței cu bile și a arborelui șurubului. Utilizați ghidaje liniare sau alt mecanism de ghidare pentru a susține forțele și momentele radiale.
Sarcina axială și sarcina radială sunt diferite
O sarcină axială acționează paralel cu linia centrală a arborelui șurubului. Aceasta este direcția în care șurubul cu bile transformă cuplul motorului în forță liniară.
O sarcină radială acționează perpendicular pe axa șurubului. Sursele tipice includ:
- Greutatea unei mese sau a unei componente mobile
- Forțele de tăiere sau de prelucrare care acționează pe axa
- O sarcină suspendată situată departe de linia centrală a șurubului
- Alinierea incorectă între șurubul cu bile și ghidajele liniare
- O carcasă a piuliței care nu este perpendiculară pe axa șurubului
- Nealinierea motorului, cuplajului sau rulmenților de susținere
Bilele și canalele din interiorul unui șurub cu bile sunt aranjate pentru a transfera eficient forța axială. Când este aplicată o sarcină laterală, sarcina nu mai este distribuită prin circuitele cu bile așa cum este prevăzut.
De ce un șurub cu bile la sol nu ar trebui să suporte sarcină radială
Canalele de rulare la sol oferă o mișcare precisă și o mișcare lină, dar procesul de șlefuire nu transformă șurubul cu bile într-un ghidaj radial. Șuruburile cu bile de pământ și laminate urmează același principiu de bază de proiectare: transmit mișcarea axială și forța, în timp ce un sistem de ghidare separat controlează masa mobilă.
Sarcina radială excesivă sau nealinierea poate cauza:
- Încărcare neuniformă a mingii:Unele bile și zone de cale de rulare poartă mai multă sarcină decât altele.
- Cuplu de rulare crescut:Șurubul se poate simți strâns sau necesită mai mult cuplu motor pentru a se roti.
- Imbracaminte locala:Tensiunea concentrată de contact poate deteriora căile de rulare și poate scurta durata de viață.
- Vibrații și zgomot:Încărcarea laterală poate întrerupe circulația lină a mingii.
- Precizie de poziționare redusă:Deformarea șuruburilor și frecarea instabilă pot afecta repetabilitatea.
- Deteriorări ale etanșării și ale sistemului de retur:Nealinierea gravă poate pune un stres suplimentar asupra componentelor interne ale piuliței.
- Eșec prematur:Funcționarea continuă sub sarcină laterală neintenționată poate deteriora piulița, arborele șurubului sau aranjamentul de susținere.
Un diametru mai mare al șurubului permite o sarcină radială mai mare?
Un arbore șurub mai mare este în general mai rezistent la îndoire decât un arbore mai mic de aceeași lungime efectivă. Cu toate acestea, aceasta nu înseamnă că sarcina radială admisă poate fi selectată numai din diametrul arborelui.
Efectul real al unei forțe radiale depinde de mai multe condiții:
- Diametrul rădăcinii arborelui șurub
- Lungimea nesusținută a arborelui
- Poziția în care se aplică forța laterală
- Aranjament de rulmenți fix-fix, fix-sprijinit sau fix-free
- Poziția piuliței de-a lungul cursei
- Dimensiunile capătului arborelui
- Deformarea șurubului permisă
- Viteză dinamică și condiții de vibrație
Chiar dacă arborele șurubului este suficient de puternic pentru a rezista la deformarea permanentă, deformarea radială poate fi totuși prea mare pentru un sistem de poziționare de precizie. Mai important, piulița cu bile poate experimenta un contact intern neuniform înainte ca arborele să atingă limita de rezistență a materialului.
Prin urmare, rezistența la încovoiere a arborelui nu trebuie tratată ca sarcină radială admisă a ansamblului complet de șuruburi cu bile.
Ce reprezintă evaluările de sarcină a șuruburilor cu bile?
La selectarea unui șurub cu bile, cele mai relevante cote de sarcină sunt în mod normal valorile axiale.
Nivelul de sarcină dinamică de bază
Capacitatea de sarcină dinamică de bază este utilizată atunci când se calculează durata de viață nominală la oboseală sub sarcini de funcționare axiale. Nu reprezintă o sarcină radială recomandată pe șurubul cu bile.
Nivelul de sarcină statică de bază
Nivelul de sarcină statică de bază se referă la deformarea permanentă la contactul dintre bile și canalele de rulare sub o sarcină statică axială. Nu trebuie interpretat ca forța radială maximă pe care o poate suporta ansamblul.
Sarcina axială admisă
Sarcina axială admisă poate fi, de asemenea, limitată de flambajul arborelui șurub, efortul de tracțiune sau compresiune, aranjamentul de montare și poziția piuliței. Aceste condiții devin deosebit de importante în cazul arborelui șurub lung și axelor verticale.
Oșurub cu bile de sarcină mareeste conceput pentru a oferi o capacitate mai mare în direcția axială dorită. „Încărcare mare” nu înseamnă că șurubul poate înlocui un ghidaj liniar sau poate suporta în mod intenționat forțe radiale mari.
Cum ar trebui suportate sarcinile radiale
Masa mobilă trebuie susținută de ghidaje liniare dimensionate corespunzător, rulmenți liniari sau alt mecanism de ghidare dedicat. Aceste componente constrâng direcția de deplasare și suportă sarcini radiale, forțe laterale și momente de răsturnare.
Într-o axă liniară tipică:
- Șurubul cu bileasigură împingere axială și mișcare de poziționare.
- Ghidajele liniaresuporta masa in miscare si sarcinile radiale externe.
- Blocurile de ghidarerezistă momentelor de înclinare, rotire și rostogolire.
- Rulmentii de sustinerelocalizați arborele șurubului și transportați sarcinile generate la capetele arborelui.
DLY oferăcăi de ghidare liniarepentru suportarea sarcinilor radiale și controlul deplasării axelor antrenate de șuruburi cu bile.
Nu confundați încărcarea șurubului cu încărcarea lagărului de susținere
Rulmenții de susținere de la capetele unui șurub cu bile pot avea propriile capacități de sarcină axială și radială. Aceste valori aparțin rulmenților și montajului acestora, nu piuliței cu bile.
De exemplu, un aranjament de rulmenți cu contact unghiular pe partea fixă poate suporta tracțiune axială, tolerând în același timp o sarcină radială specificată a rulmentului. Acest lucru nu înseamnă că piulița șurubului cu bile poate fi folosită ca rulment radial pentru masa mobilă.
Capacitatea portantă, rezistența la capătul arborelui și sarcina axială a șurubului cu bile trebuie verificate separat.
Cum să verificați un design cu o posibilă sarcină laterală
Dacă o forță radială poate ajunge la șurubul cu bile, mai întâi identificați sursa acestuia în loc să încercați să atribuiți șurubului o limită generală de sarcină radială.
- Desenați direcțiile forței.Separați forța axială, forța radială și momentul de răsturnare.
- Verificați sistemul de ghidare.Confirmați că blocurile de ghidare pot suporta greutatea în mișcare, forțele laterale externe și momentele aplicate.
- Verificați alinierea șurubului la ghidaj.Măsurați paralelismul dintre axa șurubului și șinele de ghidare pe toată cursa.
- Inspectați carcasa piuliței.Confirmați că suprafața sa de montare este perpendiculară pe axa șurubului și nu trage piulița în lateral.
- Verificați aranjamentul capătului arborelui.Verificați potrivirea rulmenților, alinierea carcasei și instalarea cuplajului.
- Rotiți șurubul înainte de strângerea finală.Cuplul de rulare trebuie să rămână neted pe toată cursa.
- Consultați producătorul pentru încărcarea combinată inevitabilă.Este necesară o analiză specifică dacă proiectul nu poate elimina forța laterală la piuliță.
Semne de avertizare de încărcare radială sau aliniere greșită
Simptomele posibile includ:
- Cuplul de rulare se modifică pe măsură ce piulița se mișcă de-a lungul cursei
- Șurubul devine strâns după ce suportul piuliței este fixat complet
- Zgomot sau vibrații anormale în apropierea unei anumite poziții
- Urme de uzură neuniforme pe calea de rulare a șuruburilor
- Curentul motorului crește fără o creștere corespunzătoare a sarcinii axiale
- Temperatura lagărului suport sau a piuliței crește rapid
- Precizia poziționării se modifică în diferite puncte ale cursei
Dacă aceste simptome apar după instalare, slăbiți carcasa piuliței și unitățile de susținere într-o secvență controlată și verificați din nou alinierea. Nu încercați să rezolvați problema doar prin creșterea cuplului motorului sau adăugând mai multă preîncărcare.
Concluzie
Nu există nicio sarcină radială maximă admisă care să poată fi aplicată fiecărui șurub cu bile de împământare. Șuruburile cu bile de pământ sunt selectate în principal în funcție de sarcina axială, durată de viață, precizie, plumb, viteză, rezistență la flambaj și viteza critică.
Sarcinile radiale și momentele de răsturnare ar trebui să fie suportate de un sistem de ghidare liniar separat. Orice forță laterală care ajunge la piulița cu bilă trebuie redusă la minimum prin selectarea corectă a ghidajului, proiectarea structurală și alinierea instalării.
Pentru o anumită aplicație, furnizați sarcina axială, cursa, direcția de montare, viteza, precizia necesară, aranjarea suportului șuruburilor și structura ghidajului. DLY poate folosi aceste informații pentru a recomanda un dispozitiv adecvatșurub cu bileși potrivirea componentelor mișcării liniare.
