Il precarico della chiocciola rotante è un carico assiale interno applicato tra le sfere e le piste della vite e della chiocciola. Il suo scopo principale è ridurre il gioco assiale e aumentare la rigidità della coppia di viti a sfere prima che venga applicato un carico di lavoro esterno.
Il precarico corretto può migliorare la risposta al posizionamento e ridurre la perdita di movimento durante l'inversione di direzione. Tuttavia, un precarico maggiore non è sempre migliore. Un precarico eccessivo aumenta la coppia di attrito, la generazione di calore, l'usura e il carico del motore, riducendo potenzialmente la durata della vite a ricircolo di sfere.
Il precarico e il gioco assiale non sono la stessa cosa
Il gioco assiale è il movimento assiale relativo tra la vite e il dado quando si inverte la direzione della forza applicata. Una chiocciola a ricircolo di sfere con gioco presenta un piccolo gioco interno, mentre una chiocciola precaricata mantiene il contatto sui lati opposti delle piste.
Un gioco assiale misurabile pari a zero non indica necessariamente un precarico elevato. Una chiocciola a sfera può essere regolata per eliminare la maggior parte del gioco trasportando solo un carico interno relativamente piccolo. La condizione richiesta dovrebbe quindi essere specificata in termini di gioco, livello di precarico, rigidità o coppia dinamica piuttosto che semplicemente richiedere "nessun gioco".
| Termine | Senso | Effetto sull'Asse |
|---|---|---|
| Gioco assiale | Libero movimento assiale tra vite e dado | Può causare perdita di movimento durante l'inversione di direzione |
| Precarica | Carico interno mantenuto tra le sfere e le superfici opposte delle piste | Riduce il gioco e aumenta la rigidità |
| Rigidità assiale | Resistenza allo spostamento elastico sotto carico assiale | Influisce sulla risposta al posizionamento in caso di variazione del carico |
Perché una chiocciola a ricircolo di sfere rotante è precaricata?
Ridurre il movimento perso
Quando un asse inverte la direzione, è necessario recuperare il gioco interno prima che la vite e il dado inizino a trasmettere la forza nella direzione opposta. Il precarico mantiene il contatto tra le sfere e le piste, riducendo la perdita di movimento.
Ciò è utile nei sistemi di posizionamento che effettuano frequenti movimenti in avanti e all'indietro. Tuttavia, il gioco totale dell'asse può anche provenire dai cuscinetti di supporto della chiocciola, dal giunto, dalla trasmissione a cinghia, dai giunti di montaggio e dalla struttura della macchina. Il precarico della chiocciola non può compensare l'allentamento in altre parti del sistema.
Aumento della rigidità assiale
Sotto un carico assiale esterno, le sfere e le piste si deformano elasticamente in misura minima. L'applicazione di un precarico appropriato consente alle superfici di contatto opposte di condividere il carico e riduce la variazione dello spostamento assiale al variare del carico di lavoro.
Una maggiore rigidità può migliorare la stabilità di posizionamento, ma il vantaggio diminuisce all’aumentare del precarico, mentre l’attrito e il carico di fatica continuano ad aumentare. Il livello di precarico deve quindi essere selezionato in base alle effettive esigenze di rigidità.
Migliorare la risposta durante l'inversione
La rimozione del gioco assiale crea una risposta meccanica più diretta tra la rotazione del motore e il movimento lineare. Ciò può migliorare il comportamento di contornatura e inversione nei sistemi di movimento controllato.
Il precarico non determina la precisione del passo. La precisione della corsa dipende ancora dalla qualità del passo della vite, dall'allineamento del montaggio, dall'espansione termica e dal feedback del controllo.
Metodi comuni di precarico delle chiocciole a ricircolo di sfere
Precarico sfera sovradimensionata
È possibile precaricare una singola chiocciola selezionando sfere che creino una condizione di interferenza tra le piste della vite e della chiocciola. Ciò fornisce una struttura della chiocciola compatta, ma il precarico disponibile e l'intervallo di compensazione sono limitati.
Il diametro della sfera deve essere selezionato con precisione. Le sfere troppo grandi possono causare coppia eccessiva, calore e sollecitazioni da contatto locale, mentre le sfere troppo piccole possono lasciare un gioco assiale indesiderato.
Precarico conduttore sfalsato
Alcuni modelli a dado singolo utilizzano un offset di passo controllato tra i circuiti interni delle sfere. L'offset crea forze di contatto opposte all'interno del corpo di una chiocciola, producendo precarico senza utilizzare una seconda chiocciola separata.
Questo metodo fornisce un assemblaggio relativamente compatto, ma il precarico è integrato nella geometria della chiocciola e normalmente non viene regolato semplicemente stringendo i bulloni di montaggio.
Precarico a doppio dado
Una disposizione a doppia chiocciola utilizza due chiocciole a sfera separate o regolate in modo da applicare forze assiali opposte. Il precarico può essere stabilito con un distanziale, uno spessore o una struttura di regolazione filettata, a seconda del progetto.
Le chiocciole doppie possono fornire un'elevata rigidità e offrire maggiore flessibilità nella regolazione del precarico, ma richiedono spazio assiale aggiuntivo e hanno una massa maggiore rispetto a una chiocciola singola comparabile.
La dimensione o l'aspetto del dado da soli non ne identificano il livello di precarico. Devono essere confermati anche l'accoppiamento interno delle sfere, il design delle piste e la coppia misurata.
Come viene specificato il precarico?
Il precarico può essere espresso come forza assiale o come percentuale del coefficiente di carico dinamico di base della vite a sfere. Il valore appropriato dipende dal design del produttore, dalla struttura del dado e dai requisiti dell'applicazione.
La selezione finale dovrebbe considerare:
- Rigidità assiale richiesta
- Gioco assiale consentito
- Carico assiale esterno
- Velocità e accelerazione
- Ciclo di lavoro
- Coppia di attrito ammissibile
- Aumento della temperatura
- Vita utile richiesta
Non si dovrebbe scegliere una percentuale di precarico senza verificare i corrispondenti effetti di attrito, carico interno e durata a fatica.
Come viene controllato il precarico della chiocciola?
Misurare direttamente la forza di precarico interno dopo il montaggio non è sempre pratico. I produttori valutano comunemente la condizione attraverso la misurazione del gioco assiale e la misurazione controllata della coppia dinamica della chiocciola.
Durante un test di coppia dinamica, il dado o la vite viene ruotato a una velocità specifica mentre la coppia di funzionamento viene registrata lungo la corsa effettiva. La misurazione deve essere eseguita in condizioni di lubrificazione, temperatura e installazione definite.
La coppia misurata non è prodotta solo dal precarico. Può anche includere:
- Resistenza della guarnizione o del tergicristallo
- Resistenza ai lubrificanti
- Resistenza al ricircolo delle sfere
- Variazione del passo della vite e della pista
- Disallineamento durante il test
Per questo motivo, una semplice lettura effettuata con una chiave dinamometrica non deve essere trattata come una misurazione esatta della forza di precarico. Il metodo di prova e l'intervallo di accettabilità devono essere concordati prima della produzione.
Precarico della chiocciola e precarico del cuscinetto
Un gruppo con chiocciola rotante contiene due diverse condizioni di precarico che non devono essere confuse.
Precarico della chiocciolaagisce tra le sfere e le piste della vite-madrevite. Controlla il gioco assiale e la rigidità all'interno della coppia di viti a ricircolo di sfere.
Precarico supporto-cuscinettoagisce all'interno dei cuscinetti che permettono la rotazione dell'alloggiamento della chiocciola. Controlla la rigidità assiale e radiale del gruppo di supporto rotante.
Entrambi influenzano la coppia misurata e il comportamento di posizionamento dell'asse. Un precarico eccessivo del cuscinetto può produrre temperature elevate anche quando il precarico della chiocciola è corretto.
Per una spiegazione del meccanismo completo, cfril ruolo di una chiocciola rotante in un sistema di movimento lineare.
Cosa succede se il precarico è troppo alto?
Un precarico eccessivo aumenta il carico interno della sfera anche prima che l'asse sopporti un carico di lavoro esterno. Le possibili conseguenze includono:
- Maggiore coppia di avviamento e di funzionamento
- Aumento del carico del motore
- Maggiore generazione di calore
- Deterioramento del lubrificante
- Pista di rotolamento accelerata e usura delle sfere
- Vita a fatica ridotta
- Possibile blocco nei punti di errore del lead locale
Un dado che sembra insolitamente stretto non dovrebbe essere automaticamente considerato più preciso. Una coppia elevata o irregolare può indicare un precarico eccessivo, contaminazione, scarsa lubrificazione, danni alla pista o disallineamento del montaggio.
Cosa succede se il precarico è troppo basso?
Un precarico insufficiente può lasciare un gioco assiale misurabile o fornire una rigidità inferiore a quella richiesta dall'applicazione. I possibili sintomi includono perdita di movimento durante l'inversione, risposta ridotta al posizionamento e movimento sotto carichi assiali alternati.
Vibrazioni e rumore non dovrebbero essere automaticamente attribuiti al basso precarico. Disallineamento, sfere danneggiate, scarsa lubrificazione, cuscinetti di supporto allentati e una struttura di trasmissione inadeguata possono produrre sintomi simili.
Selezione del precarico appropriato
Il miglior precarico è il livello più basso che soddisfa il gioco assiale e la rigidità richiesti nelle condizioni operative effettive. Questo approccio limita il calore non necessario e il carico di fatica interna.
Prima di confermare la specifica, fornire:
- Diametro e passo della vite
- Tipo di dado e spazio di installazione disponibile
- Carico assiale massimo e medio
- Velocità operativa e accelerazione
- Gioco assiale o rigidità richiesti
- Obiettivi di precisione e ripetibilità del posizionamento
- Temperatura operativa e ciclo di lavoro
- Lubrificazione e requisiti ambientali
Le condizioni di lubrificazione possono modificare in modo significativo la coppia misurata. Per applicazioni speciali, come achiocciola a ricircolo di sfere rotante utilizzata in un ambiente sotto vuoto, la scelta del lubrificante deve essere valutata insieme al precarico.
Conclusione
Il precarico in una chiocciola a sfere rotante è il carico interno tra le sfere rotanti e le superfici opposte della pista. Viene utilizzato per ridurre il gioco assiale e migliorare la rigidità assiale, in particolare quando l'asse inverte frequentemente la direzione o deve rispondere in modo coerente alle variazioni di carico.
Il precarico deve essere bilanciato rispetto alla coppia di attrito, alla temperatura e alla durata. Dovrebbe essere stabilito attraverso la struttura della chiocciola, l'accoppiamento delle sfere o la regolazione della doppia chiocciola e quindi verificato in condizioni di misurazione controllate, non create serrando la flangia della chiocciola contro la macchina.
Visualizza DLYprodotti con dadi a sferaper le strutture e le dimensioni dei dadi disponibili.
Invia a DLY la dimensione della vite, il carico, la velocità, lo spazio richiesto e il disegno di installazione per una verifica iniziale della fattibilità del precarico e della chiocciola a ricircolo di sfere.
E-mail: dlyexport2@dlybearing.com
Whatsapp: +86 166 0578 8856
Contatta DLY
