Care sunt defecțiunile șuruburilor cu bile?

Șuruburile cu bile sunt utilizate pe scară largă în mașini-unelte, echipamente CNC, sisteme de automatizare și mașini de precizie, deoarece pot transforma mișcarea rotativă în mișcare liniară precisă, cu eficiență și repetabilitate ridicate.

Cu toate acestea, în funcționarea reală a mașinii, defecțiunile șuruburilor cu bile pot să apară în continuare din cauza problemelor de preîncărcare, erorilor lagărelor de susținere, alinierii greșite, materii străine, cursă excesivă, lubrifiere slabă, deteriorări la manipulare sau solicitări structurale.

Acest articol se concentrează pe trei tipuri comune dedefecțiuni ale șuruburilor cu bile: clearance-ul excesiv, funcționare neregulată și fractură. Fiecare tip de defecțiune este explicat prin simptom, cauză posibilă, direcția de inspecție și metoda de prevenire.

O defecțiune a șurubului cu bile poate afecta precizia de poziționare, repetabilitatea, fluiditatea mișcării, siguranța echipamentului și stabilitatea producției. În mașinile CNC sau sistemele de automatizare de precizie, chiar și o cantitate mică de joc, mișcare accidentală sau nealinierea lagărului poate duce la erori de prelucrare, zgomot anormal, sarcină instabilă sau uzură prematură a componentelor.

Când depanați un șurub cu bile, este important să nu judecați singur șurubul. Piulița, rulmenții de susținere, locașul piuliței, scaunul rulmentului, cuplajul, conexiunea motorului, suprafața de montare, lubrifierea și mediul de lucru trebuie, de asemenea, verificate ca parte a sistemului de transmisie complet.

Diferite defecțiuni ale șuruburilor cu bile prezintă adesea simptome diferite. Tabelul de mai jos oferă o modalitate rapidă de a conecta problemele vizibile ale mașinii cu posibile tipuri de defecțiuni.

Simptom	Tip posibil de eroare	Prima verificare
Reacție mare sau mișcare pierdută	clearance-ul excesiv	Preîncărcare, rulment de susținere, cuplare, scaun piuliță și joc axial
Mișcare brutală sau blocaj	Funcționare neliniștită	Traseu cu bile, lubrifiere, contaminare, conductă de retur și aliniere
Zgomot sau vibrații	Eroare de instalare sau problemă de uzură	Suportul rulmentului, alinierea cuplajului, lubrifierea și starea căii de rulare
Blocaj brusc	Deplasare excesivă, materii străine sau deteriorare a conductei de retur	Întrerupător de limită, setare cursă, cale de circulație a bilei și conductă de retur
Bile de oțel sparte, conductă de retur sau capăt șurub	Fractură	Impact, deplasare excesivă, lubrifiere, concentrare a tensiunilor și alinierea suportului

Un joc excesiv poate apărea ca joc, răspuns întârziat, repetabilitate slabă, eroare de mișcare a mesei sau valori diferite ale jocului la diferite poziții de deplasare. Poate proveni din preîncărcare insuficientă, structură de susținere slabă, selecție incorectă a rulmenților, instalare defectuoasă sau slăbire în conexiunea de antrenare.

Un șurub cu bile fără preîncărcare adecvată poate avea un joc axial vizibil. La instalarea verticală, piulița se poate roti sau aluneca sub propria greutate dacă structura nu este controlată corespunzător. Acest tip de spațiu poate reduce precizia de poziționare și repetabilitatea.

Preîncărcarea trebuie selectată în funcție de cerințele mașinii. Preîncărcarea prea mică poate cauza joc, în timp ce prea multă preîncărcare poate crește frecarea, căldura, sarcina motorului și uzura.

Deplasarea de torsiune excesivă poate apărea atunci când arborele șurubului nu este suficient de rigid pentru aplicare. Poate fi legat de tratamentul termic, duritatea materialului, diametrul șurubului, lungimea totală și metoda de sprijin.

Notele tehnice originale menționează că referința standard de duritate pentru bilele de oțel, piulițele cu bile și arborele șurubului poate fi în jur de HRC 62–66, HRC 58–62 și, respectiv, HRC 58–62. Dacă distribuția durității este slabă sau stratul întărit este prea subțire, șurubul poate deveni mai puțin rezistent la uzură și deformare.

Raportul dintre lungime{0}} și-diametru afectează și rigiditatea. Un șurub foarte lung și subțire este mai probabil să se răsucească sau să se îndoaie sub sarcină. Pentru aplicații cu curse lungi, diametrul șurubului și metoda de sprijin de capăt trebuie verificate cu atenție.

Suporturile șuruburilor cu bile trebuie să controleze corect mișcarea axială. Rulmenții obișnuiți cu bile adânci nu sunt de obicei potriviți pentru a suporta sarcini axiale semnificative într-o poziție de sprijin cu șurub cu bile. Dacă tipul de rulment nu poate oferi suficientă rigiditate axială, jocul poate apărea sub sarcină.

Pentru instalarea șuruburilor cu bile, lagărele cu contact unghiular sau unitățile de susținere a șuruburilor cu bile potrivite sunt utilizate în mod obișnuit la capătul fix. Tipul de suport trebuie să se potrivească cu diametrul șurubului, sarcina, viteza și structura de instalare.

Chiar și atunci când tipul de rulmenți este corect, instalarea defectuoasă poate crea spațiu liber. Dacă umărul șurubului este prea lung sau prea scurt sau dacă piulița de blocare și suprafețele de sprijin ale rulmentului nu sunt perpendiculare, rulmentul se poate înclina sau nu reușește să strângă șurubul corect.

Umărul rulmentului, filetul piuliței de blocare și suprafața de sprijin trebuie prelucrate și asamblate cu precizie. Perpendicularitatea sau paralelismul slab în această zonă poate duce la joc axial, încărcare neuniformă și uzură prematură a rulmenților de susținere.

Dacă carcasa piuliței cu bile sau carcasa rulmentului nu este suficient de rigidă, se poate deforma sub greutatea piesei mobile sau sub sarcina de prelucrare. Această deviație poate face ca sistemul să pară a avea spațiu liber, chiar dacă șurubul cu bile în sine nu este singura problemă.

Rigiditatea scaunului piuliței, rigiditatea scaunului rulmentului, rezistența șuruburilor de montare și rigiditatea cadrului mașinii trebuie verificate împreună atunci când apare un joc excesiv.

O carcasă a piuliței cu bile sau a unui rulment se poate slăbi din cauza vibrațiilor, a fixării insuficiente, a știfturilor de poziționare lipsă, a unei lungimi incorecte a șuruburilor, a găurilor filetate puțin adânci sau a lipsei măsurilor anti-slăbire.

În timpul întreținerii practice, verificați dacă șuruburile de montare sunt strânse, dacă știfturile de poziționare sunt fiabile și dacă carcasa s-a deplasat sub sarcini repetate.

Dacă suprafețele de îmbinare ale corpului mașinii, scaunului piuliței, scaunului rulmentului sau ale sistemului de ghidare sunt în afara toleranței, jocul se poate modifica în diferite poziții de-a lungul cursei. Acest lucru este obișnuit atunci când suprafața de montare nu este plană, alinierea șinei de ghidare este slabă sau lamele de reglare nu sunt aplicate corect.

Când jocul se schimbă de la o poziție de deplasare la alta, corpul mașinii, șinele de ghidare, scaunul piuliței și scaunul rulmentului trebuie inspectate împreună.

Conexiunea unității poate provoca, de asemenea, pierderea mișcării. Dacă cuplajul este slăbit, nu este suficient de rigid sau nu este montat sigur, poate apărea o rotație relativă între arborele motorului și arborele șurubului cu bile.

Dacă în mecanismul de antrenare sunt utilizate angrenaje sau curele, ar trebui verificate ochiurile de angrenare, tensiunea curelei, potrivirea cheii, potrivirea manșonului arborelui și selectarea curelei de distribuție. O cheie slăbită sau o centură care alunecă poate arăta ca un joc șurubului cu bile, dar de fapt provine de la sistemul de antrenare.

Cauza	Efect	Ce trebuie verificat
Preîncărcare insuficientă	Reacție și repetabilitate slabă	Preîncărcare piuliță și joc axial
Ax șurub lung și subțire	Rigiditate inferioară a arborelui și posibilă deplasare la torsiune	Diametrul șurubului, lungimea totală și metoda de sprijin
Tip de rulment greșit	Joc axial sub sarcină	Tip lagăr cu contact unghiular sau unitate de sprijin
Instalare proastă a rulmenților	Înclinarea rulmentului, strângere slabă sau suport axial instabil	Lungimea umărului, piuliță de blocare, perpendicularitate și paralelism
Locuință slabă	Deformare sub sarcină	Rigiditatea scaunului piuliței și a lagărului
Conexiune slabă la unitate	Rotire relativă sau joc de antrenare	Cuplaj, cheie, centură, angrenaj și alinierea motorului

Funcționarea neregulată poate apărea ca mișcare bruscă, blocaj, rezistență neuniformă, sarcină anormală a motorului, vibrații sau zgomot. Acest tip de defecțiune este adesea legat de circulația bilei, contaminare, precizia procesării, cursa excesivă, deteriorarea conductei de retur sau probleme de aliniere.

Dacă suprafața canelurii cu bile a șurubului sau a piuliței este aspră, dacă rotunjimea bilelor de oțel sau a căii de rulare este în afara toleranței sau dacă eroarea de plumb și diametrul pasului nu sunt controlate corespunzător, șurubul cu bile poate să nu funcționeze fără probleme.

Ansamblul necorespunzător al țevii de retur sau dimensiunea și duritatea neuniformă a bilei de oțel pot afecta, de asemenea, circulația bilei, provocând vibrații, mișcări aspre sau blocaje locale.

Materiile străine sunt un motiv comun pentru mișcarea neregulată a șurubului cu bile. Materialele de ambalare, praful, așchii, reziduurile de prevenire-ruginii sau resturile de prelucrare pot pătrunde pe calea bilei și pot perturba circulația normală a bilei.

Când materii străine intră pe calea de rulare, bilele pot aluneca în loc să se rostogolească normal sau chiar se pot bloca. Acest lucru poate reduce acuratețea, crește zgomotul și poate scurta durata de viață. Racletele, capacele, curățarea adecvată și despachetarea atentă ajută la reducerea acestui risc.

Deplasarea excesivă poate deteriora calea de întoarcere, poate deteriora structura de circulație sau poate provoca decojirea suprafeței canelurii bilei. Odată ce traseul de circulație a bilei este deteriorat, șurubul poate deveni aspru, blocat sau incapabil să se rotească corect.

Deplasarea excesivă poate proveni din setări incorecte ale mașinii, defecțiuni ale comutatorului de limită, coliziuni sau erori de control. Dacă apare o cursă excesivă, șurubul cu bile trebuie inspectat înainte de a fi reinstalat și utilizat din nou.

O țeavă de retur poate fi înțepată sau deteriorată în timpul instalării, manipulării sau coliziunii cu mașina. Deoarece conducta de retur ghidează bilele înapoi în circulație, chiar și o mică deformare poate afecta mișcarea bilelor.

Dacă șurubul cu bile devine brusc blocat sau zgomotos după instalare, conducta de retur și calea de circulație a bilei trebuie verificate cu atenție.

Dacă scaunul piuliței și scaunul rulmentului nu sunt concentrice, se poate genera sarcină radială. Excentricitatea excesivă poate determina îndoirea șurubului. Chiar și o excentricitate mai mică poate crea uzură anormală și poate reduce precizia în timp.

Cu cât preîncărcarea piuliței este mai mare, cu atât șurubul cu bile devine mai sensibil la eroarea de aliniere. Pentru șuruburile cu bile preîncărcate, locașul piuliței, scaunul rulmentului, cuplajul, arborele motorului și alinierea căii de ghidare trebuie verificate cu mai multă atenție.

Dacă piulița cu bilă este instalată în unghi sau montată excentric în locașul piuliței, piulița poate fi aplicată o sarcină anormală. Acest lucru poate cauza rezistență instabilă la funcționare și poate apărea ca fluctuație a sarcinii motorului în timpul funcționării.

Scaunul piuliței trebuie prelucrat și asamblat astfel încât piulița să fie susținută uniform, fără distorsiuni forțate.

Șuruburile cu bile pot fi deteriorate prin impact, îndoire, cădere sau lovirea conductei de retur în timpul transportului și instalării. Deoarece șuruburile cu bile sunt componente ale transmisiei de precizie, manevrarea necorespunzătoare poate crea probleme înainte ca mașina să înceapă chiar să funcționeze.

În timpul manipulării, șurubul trebuie susținut corespunzător, păstrat curat și protejat de impact. Piulița nu trebuie îndepărtată cu neglijență decât dacă sunt utilizate măsuri adecvate de reținere a bilei.

Fractura este o defecțiune mai gravă a șurubului cu bile. Poate implica ruperea bilei de oțel, depresiunea sau ruptura țevii de retur sau ruperea la capătul axului. Aceste defecțiuni sunt adesea legate de defecțiunea lubrifierii, impactul, cursa excesivă, concentrarea tensiunilor sau sarcina anormală repetată.

Ruptura bilei de oțel poate apărea atunci când temperatura de funcționare, starea de lubrifiere, sarcina sau stresul local devin anormale. Notele originale de defecțiune subliniază că creșterea temperaturii unui șurub cu bile lubrifiat și nelubrifiat poate fi semnificativ diferită.

Dacă lubrifierea este insuficientă, frecarea și căldura cresc. Acest lucru poate deteriora bilele, canalul de rulare a piuliței sau canelura șurubului. Planificarea lubrifierii trebuie luată în considerare atât în proiectarea mașinii, cât și în întreținerea de rutină.

Deplasarea excesivă a piuliței sau impactul direct asupra țevii de retur poate provoca lovituri sau fracturi. Odată ce conducta de retur este deteriorată, traseul de circulație a bilei poate fi obstrucționat, determinând bilele să alunece în loc să se rostogolească.

Acest lucru poate duce la mișcare brutală, blocare, deteriorare internă și, în cele din urmă, ruperea conductei de retur. Limitele de deplasare fiabile și instalarea atentă sunt importante pentru prevenirea acestei defecțiuni.

Ruperea la capătul axului șurubului cu bile poate fi cauzată de proiectarea necorespunzătoare, concentrarea tensiunii, structura slabă a umerilor, îndoirea gâtului șurubului, forța radială sau stresul alternant repetat.

Umărul șurubului trebuie să evite unghiurile ascuțite unde se poate concentra stresul local. Perpendicularitatea dintre suprafața de susținere a rulmentului și axa filetului a piuliței de blocare trebuie, de asemenea, controlată cu atenție.

Dacă excentricitatea instalării creează o forță radială anormală, efortul de forfecare repetat poate cauza defecțiuni premature la capătul arborelui. Acesta este motivul pentru care alinierea scaunului rulmentului și proiectarea structurii de susținere sunt importante pentru funcționarea pe termen lung.

Tabelul de mai jos rezumă cele trei tipuri principale de defecțiuni și direcția practică de depanare.

Tip de eroare	Simptome tipice	Direcția principală de inspecție
clearance-ul excesiv	Reacție, repetabilitate slabă, răspuns întârziat, modificări ale spațiului liber în timpul călătoriei	Preîncărcare, tip rulment, montaj rulment, rigiditate carcasă, suprafață de montare, cuplare
Funcționare neliniștită	Mișcare bruscă, blocaj, zgomot, vibrații, sarcină instabilă a motorului	Canal de rulare, bile de oțel, țeavă de retur, contaminare, deplasare excesivă, aliniere, potrivire scaun piuliță
Fractură	Bile sparte, deteriorare a conductei de retur, ruperea capătului axului, defecțiune bruscă	Lubrifiere, impact, supra-curgere, concentrare a tensiunilor, forță radială, alinierea suportului

Majoritatea defecțiunilor șuruburilor cu bile sunt legate de instalare, suport, lubrifiere, protecție sau condiții de funcționare. Măsurile preventive trebuie planificate înainte de instalare și întreținute în timpul funcționării mașinii.

Punct de prevenire	Acțiune practică
Control de preîncărcare	Utilizați preîncărcare adecvată în funcție de precizie, rigiditate, viteză și cerințele de căldură.
Susține selecția rulmenților	Selectați unitățile de suport adecvate pentru șuruburi cu bile și verificați instalarea lagărelor{0}}fixate.
Aliniere	Păstrați motorul, cuplajul, arborele șurubului, locașul piuliței și scaunul rulmentului aliniate.
Protecţie	Preveniți așchiile, praful, resturile de ambalaj și corpurile străine să intre pe pista de minge.
Lubrifiere	Mențineți intervalul de lubrifiere adecvat și verificați regulat starea grăsimii.
Limită de călătorie	Setați comutatoare de limită fiabile și evitați deplasarea excesivă sau coliziunea mașinii.
Manipulare	Evitați impactul, îndoirea, căderea sau lovirea conductei de retur în timpul transportului și instalării.

DLY consumabileșuruburi cu bile, nuci cu bile, unitati suportși prelucrarea finală personalizată pentru mașini CNC, echipamente de automatizare, mașini de ambalare și sisteme industriale de mișcare.

Pentru analiza defecțiunii șuruburilor cu bile, preîncărcarea, selecția rulmenților de susținere, prelucrarea la capăt, rigiditatea scaunului piuliței, alinierea scaunului rulmentului, conexiunea cuplajului, lubrifierea, protecția și mediul de lucru trebuie verificate împreună. O defecțiune a șurubului cu bile este adesea o problemă de sistem, mai degrabă decât doar o problemă a arborelui șurubului.

Comundefecțiuni ale șuruburilor cu bileîn general, pot fi grupate în clearance-ul excesiv, funcționare neregulată și fractură. Jocul excesiv este adesea legat de preîncărcare, suportul rulmentului, rigiditatea carcasei, precizia de montare sau conexiunea de antrenare. Funcționarea neregulată este în mod obișnuit legată de contaminare, probleme de procesare, deplasare excesivă, deteriorare a conductei de retur, aliniere greșită sau deteriorare la manipulare. Ruptura poate implica bile de oțel, țevi de retur sau capetele axului sub sarcină anormală sau lubrifiere slabă.

Depanarea ar trebui să înceapă de la simptomul vizibil, apoi verificați pas cu pas șurubul cu bile, piulița, rulmenții de susținere, cuplajul, locașul piuliței, scaunul rulmentului, suprafața de montare, lubrifierea și starea de funcționare.

Preîncărcare adecvată, selectarea corectă a rulmenților de susținere, instalarea precisă, protecția fiabilă, lubrifierea regulată și manipularea atentă pot ajuta la reducerea multor riscuri comune de defectare a șuruburilor cu bile.

Dacă verificați jocul excesiv, mișcarea bruscă, deteriorarea conductei de retur, problemele cu rulmenții de susținere, prelucrarea la capăt sau alinierea instalării, puteți trimite modelul, desenul, simptomul defecțiunii, sarcina, lungimea deplasării sau cererea mașinii pentru referință.

E-mail: export@dlybearing.com

← Înapoi la DLY Blog