Thecale de rulare cu șurub cu bileeste șanțul elicoidal format pe arborele șurubului și în interiorul piuliței cu bile unde rulează bilele care poartă sarcina. Împreună, calea de rulare a șuruburilor, canalul de rulare a piuliței și bilele de oțel formează sistemul de contact de rulare care permite unui șurub cu bile să transforme mișcarea de rotație în mișcare liniară cu frecare relativ scăzută.
Pista de rulare este, prin urmare, mai mult decât o simplă cale pentru mingi. Salegeometria canelurii, starea suprafeței, duritatea, precizia de fabricație și lubrifiereatoate influențează cât de ușor se mișcă bilele, cum este transmisă sarcina axială și cum funcționează șurubul cu bile pe durata de viață.
Cum funcționează calea de rulare cu șurub cu bile?
Într-un șurub de alunecare convențional, suprafețele șurubului și piuliței se deplasează una împotriva celeilalte prin contact de alunecare. Un șurub cu bile funcționează diferit deoarece bile de oțel se rostogolesc între canelurile elicoidale ale arborelui șurubului și piulița cu bile.
Când șurubul sau piulița se rotește, bilele se deplasează de-a lungul secțiunii încărcate a căii de rulare în timp ce transferă forța între șurub și piuliță. După trecerea prin zona încărcată, bilele intră în sistemul de retur și circulă înapoi la începutul căii de transport a sarcinii.
Canalul de rulare cu șuruburi + bile de oțel + canalul de piuliță formează interfața principală de contact de rulare care ghidează mișcarea și transferă sarcina axială.
1. Pista de curse ghidează bilele
Funcția cea mai de bază a pistei de rulare este de a oferi o cale de rulare controlată pentru bile. Canelurile elicoidale din arborele șurubului și piuliței mențin bilele poziționate, permițându-le să se deplaseze prin zona încărcată.
Pista de rulare trebuie să funcționeze corect și cu sistemul de întoarcere a mingii. Tranziția lină între calea de rulare încărcată și calea de întoarcere ajută la reducerea impactului inutil, alunecării, vibrațiilor, zgomotului și căldurii, mai ales atunci când șurubul cu bile funcționează la viteze de rotație mai mari.
2. Canalul de rulare transferă sarcina axială
Bilele nu se rostogolesc pur și simplu prin canelura. De asemenea, transmit sarcina de lucru între arborele șurubului și piulița cu bilă.
Când se aplică o forță axială, forțele de contact se dezvoltă la interfețele dintre bile și canalele de rulare. Geometria și starea acestor suprafețe de contact afectează modul în care sarcina este distribuită prin bilele încărcate.
În funcționarea efectivă, sarcina nu este neapărat identică pe fiecare minge. Toleranțele de fabricație, deformarea elastică, preîncărcarea și condițiile de funcționare pot influența toate distribuția sarcinii. Dacă sarcina excesivă se concentrează pe o secțiune limitată a căii de rulare, stresul de contact local poate crește și durata de viață la oboseală poate fi redusă.
3. Geometria canalului de rulare controlează contactul mingii
Un canal de rulare cu șurub cu bile este o suprafață de rulare proiectată cu precizie. Profilul său cu caneluri este proiectat astfel încât bilele să intre în contact cu șurubul și piulița în poziții și unghiuri de contact controlate.
Factorii importanți de proiectare legați de calea de rulare includ:
- Profilul canelurii și raza canelurii
- Unghiul de contact
- Diametrul mingii
- Raceway plumb
- Conformitate între bilă și canelura
Acești factori influențează zona de contact și stresul dintre bile și calea de rulare. Acesta este motivul pentru care designul șurubului cu bile necesită mult mai mult decât simpla prelucrare a unei caneluri elicoidale într-un arbore de oțel.
4. Pista de rulare afectează rigiditatea și preîncărcarea
Geometria pistelor este, de asemenea, strâns legată depreîncărcare șurub cu bile și rigiditate axială.
Preîncărcarea este utilizată în multe ansambluri de șuruburi cu bile pentru a reduce sau elimina jocul axial dintre șurub și piuliță. Când este introdusă preîncărcarea, bilele rămân sub sarcină de contact internă controlată chiar înainte de aplicarea unei sarcini externe de lucru.
Prin urmare, geometria pistei, dimensiunea bilei și preîncărcarea trebuie să funcționeze împreună. Preîncărcarea excesivă poate crește frecarea, cuplul de rulare și generarea de căldură, în timp ce preîncărcarea insuficientă poate să nu asigure rigiditatea cerută de mașină.
5. Precizia pistelor de rulare contribuie la o mișcare lină
Deoarece bilele se rotesc continuu de-a lungul canelurii elicoidale, erorile dimensionale sau neregularitățile din calea de rulare pot afecta contactul cu mingea și comportamentul de rulare.
În funcție de tipul și magnitudinea erorii, geometria slabă a căii de rulare poate contribui la:
- Rezistență neuniformă la rulare
- Vibrații sau zgomote anormale
- Încărcare localizată
- Fluctuația cuplului de rulare
- Uzura accelerata
Cu toate acestea, precizia de poziționare a întregii mașini nu poate fi determinată doar de calea de rulare.Precizia plumbului, rulmenți de susținere, preîncărcare, alinierea instalării, deformarea șurubului, dilatarea termică și rigiditatea mașiniitoate pot influența performanța de poziționare finală.
6. Calitatea suprafeței canalului de rulare afectează uzura și durata de viață
Tensiuni mari de contact se dezvoltă acolo unde bilele de oțel intră în contact cu canalele de rulare pentru șuruburi și piulițe. Prin urmare, starea acestor suprafețe de rulare este importantă pentru o funcționare fiabilă.
O cale de rulare cu șurub cu bile necesită o cale adecvatăduritatea suprafeței, finisarea suprafeței, geometria canelurilor și rezistența la oboseală.
Deteriorarea căii de rulare poate apărea sub mai multe forme:
- Lustruire sau uzură anormală
- Indentarea cauzată de contaminare
- Oboseala de suprafață
- Sâmburi sau descuamare
- Coroziune
- Puncte sau deteriorare a suprafeței
Odată ce s-au dezvoltat deteriorări mecanice semnificative pe calea de rulare, adăugarea mai multor lubrifiant nu poate restabili suprafața de rulare inițială. Șurubul cu bile deteriorat trebuie inspectat pentru a determina dacă este necesară repararea sau înlocuirea.
7. De ce contează lubrifierea pistelor de rulare
Ungerea adecvată ajută la menținerea unei pelicule protectoare între bile și suprafețele pistelor. Acest lucru reduce frecarea și uzura inutile, contribuind și la protejarea suprafețelor de oțel împotriva coroziunii.
Ungerea poate ajuta:
- Reduce frecarea și uzura
- Limitați generarea de căldură inutilă
- Protejați împotriva coroziunii
- Reduceți interacțiunea directă metal-metal
- Sprijină o durată de viață mai lungă la oboseală la contactul de rulare
Controlul contaminării este la fel de important. Particulele de metal, praful și alte resturi pot pătrunde în piulița cu bile și pot deteriora atât bilele, cât și suprafețele canalelor. Mașinile care funcționează în medii contaminate pot necesita etanșări adecvate, ștergătoare sau capace de protecție pe lângă lubrifierea regulată.
Care sunt semnele deteriorării căii de rulare a șuruburilor cu bile?
Deteriorarea căii de rulare nu provoacă întotdeauna defecțiunea imediată a șurubului cu bile. În multe cazuri, primele simptome apar treptat pe măsură ce comportamentul de alergare se schimbă.
| Simptom | Cauză posibilă legată de calea de rulare |
|---|---|
| Creșterea cuplului de rulare | Uzură, contaminare sau lubrifiere insuficientă |
| Mișcare aspră sau neuniformă | Deteriorări ale căii de rulare sau resturi pe calea de rulare |
| Zgomot anormal | Bile deteriorate, defecte ale canalului de rulare sau probleme de circulație |
| Creșterea jocului axial | Uzura bilelor și a suprafețelor de contact ale pistelor de rulare |
| Vibrații locale | Deteriorări la suprafață sau contact neuniform cu mingea |
| Pierdere de preîncărcare | Uzură sau oboseală la suprafețele de contact de rulare |
Aceste simptome nu sunt unice pentru deteriorarea căilor de rulare. Instalarea incorectă, alinierea greșită, problemele cu rulmenții de susținere și lubrifierea slabă pot crea simptome similare. Prin urmare, ansamblul șurubului cu bile trebuie inspectat înainte de a identifica cauza finală.
Calitatea pistelor de rulare este doar o parte a performanței șuruburilor cu bile
O cale de rulare bine fabricată este importantă, dar nu poate compensa un șurub cu bile selectat incorect sau prost instalat.
Performanța generală a șurubului cu bile depinde și de:
- Diametrul șurubului și plumb
- Gradul de precizie
- Preîncărcare sau joc axial
- Capacitate de încărcare dinamică și statică
- Viteza critică și viteza de rotație
- Aranjament suport-lagăre
- Lubrifiere
- Alinierea montajului
- Mediul de operare
De exemplu, chiar și o cale de rulare de precizie nu poate preveni vibrațiile excesive dacă un șurub lung cu bile este acționat peste viteza sa critică admisă. Prin urmare, selecția șuruburilor cu bile ar trebui să ia în considerare sistemul mecanic complet în loc să evalueze calea de rulare în mod izolat.
Opțiuni pentru șuruburi cu bile DLY
DLY furnizează șuruburi cu bile pentru automatizări industriale, echipamente CNC, sisteme de poziționare și alte aplicații de mișcare liniară.
Opțiunile disponibile includȘuruburi cu bile laminate C7 și șuruburi cu bile șlefuite de mai mare precizie, cu diferite diametre de șurub, cabluri, configurații de piulițe și opțiuni de prelucrare a capetelor disponibile în funcție de cerințele aplicației.
Atunci când alegeți un șurub cu bile, sarcina necesară, viteza, cursa, precizia de poziționare, aranjamentul de montare și mediul de operare trebuie luate în considerare împreună. Puteți vizualiza opțiunile disponibile înȘurub cu bile DLYgama de produse.
Concluzie
Canalul de rulare cu bile este suprafața de rulare de precizie care ghidează bilele și transferă sarcina axială între arborele șurubului și piulița cu bilă.
Geometria sa și starea suprafeței influențeazăcontactul mingii, distribuția sarcinii, frecarea, rigiditatea, netezimea, uzura și durata de viață la oboseală. Cu toate acestea, calitatea pistelor de rulare este doar o parte a performanței generale a șuruburilor cu bile. De asemenea, trebuie luate în considerare preîncărcarea, lubrifierea, sistemul de circulație, precizia instalării și condițiile de funcționare.
Dacă selectați un șurub cu bile nou sau înlocuiți o unitate existentă, evaluați cerințele complete ale aplicației, în loc să vă concentrați pe un singur parametru.
Aveți nevoie de ajutor pentru a alege un șurub cu bile?
Contactați DLY cu diametrul șurubului, plumbul, lungimea, gradul de precizie, sarcina, viteza și cerințele de prelucrare a capătului dorit. Echipa noastră poate ajuta la evaluarea unei configurații adecvate de șurub cu bile pentru aplicația dvs.
