Jak dobrać rozmiar kulki do nakrętki śruby kulowej?

Prawidłowy rozmiar kulki nakrętki śruby kulowej zależy od geometrii bieżni śruby i nakrętki, struktury obiegu kulki oraz wymaganego napięcia wstępnego lub luzu osiowego. Zwykle projektant maszyny nie wybiera osobnej specyfikacji po wybraniu śruby kulowej.

Kupując nową śrubę kulową, należy wybrać kompletny zespół śruby i nakrętki zgodnie z wymaganiami dotyczącymi obciążenia, prędkości, skoku, dokładności i trwałości. Podczas naprawy istniejącego zespołu należy potwierdzić średnicę kulki zamiennej poprzez kontrolę oraz badanie momentu obrotowego lub luzu. Instalowanie kulek tylko dlatego, że mają podobną zmierzoną średnicę, może spowodować nadmierne napięcie wstępne, luz, przegrzanie lub awarię cyrkulacji.

Co decyduje o średnicy kuli?

Kulki toczą się pomiędzy spiralnymi bieżniami w wale śruby i nakrętce. Ich średnica nominalna musi odpowiadać geometrii tych dwóch bieżni i drodze powrotu kulki.

Główne czynniki projektowe obejmują:

• Średnica śruby i skok:określają one podstawowy rozmiar i geometrię spirali śruby kulowej.
• Geometria rowka bieżni:promień rowka i geometria styku określają sposób, w jaki kulki stykają się ze śrubą i nakrętką.
• Metoda obiegu piłki:wewnętrzne, zewnętrzne i systemy powrotów z zaślepką narzucają różne wymagania dotyczące przestrzeni i cyrkulacji.
• Liczba obciążonych obwodów:wpływa to na rozkład obciążenia i strukturę nakrętki.
• Wymagane napięcie wstępne lub luz:niewielkie zmiany średnicy kulki mogą zmienić kontakt wewnętrzny i luz osiowy.
• Tolerancja produkcyjna:gotowa śruba, nakrętka i kulki muszą być dopasowane w kontrolowanych tolerancjach.

Z tego powodu dwie nakrętki śruby kulowej o tej samej nominalnej średnicy śruby i skoku niekoniecznie wymagają wymiennych kulek. Na przykład różne serie nakrętek 1605 mogą mieć różne konstrukcje bieżni, powrotu i napięcia wstępnego.

Czy większa kula zwiększa nośność?

W nowej konstrukcji śruby kulowej średnica kulki jest jednym z czynników wpływających na obciążenie styku i obciążalność znamionową. Nie oznacza to jednak, że w istniejącej nakrętce można zamontować większe kulki, aby zwiększyć jej nośność.

Nośności dynamiczne i statyczne odnoszą się do kompletnego zespołu śruby kulowej. Zależą one od geometrii bieżni, materiału, twardości, liczby obciążonych obwodów, średnicy kulki i warunków styku. Wymiana oryginalnych kulek na większe nie powoduje zmiany montażu na model o większym obciążeniu.

Zamiast tego zbyt duże kulki w istniejącej bieżni mogą zwiększać napięcie wstępne i naprężenia kontaktowe. Jeżeli wzrost rozmiaru jest nadmierny, śruba kulowa może wytworzyć wysoki moment rozruchowy, nadmierne ciepło, szybkie zużycie lub całkowite zablokowanie.

Co się stanie, jeśli kulki będą za duże lub za małe?

W niektórych konstrukcjach śrub kulowych celowo wykorzystuje się ponadwymiarowe kulki do wytworzenia napięcia wstępnego, ale jest to kontrolowana metoda inżynieryjna. Średnica kulki, styk bieżni i moment obrotowy są dopasowywane podczas produkcji. Nie należy go reprodukować poprzez dodanie dowolnej ilości do oryginalnej średnicy kulki.

Czy mniejsze kulki poprawiają prędkość i dokładność?

Mniejsze kulki nie powodują automatycznie, że istniejąca śruba kulowa jest szybsza, cichsza i dokładniejsza. Wydajność przy dużych prędkościach zależy również od skoku, średnicy wału, prędkości obrotowej, metody cyrkulacji, konstrukcji nakrętki, smarowania i dokładności montażu.

Podobnie dokładność pozycjonowania zależy głównie od dokładności skoku, luzu osiowego, napięcia wstępnego, montażu, łożysk podporowych i warunków termicznych. Instalowanie mniejszych kulek zazwyczaj zwiększa prześwit zamiast poprawiać dokładność.

Hałasu również nie reguluje się samą średnicą kulki. Typowe przyczyny nieprawidłowego hałasu obejmują:

• nieprawidłowe lub niewystarczające smarowanie;
• zanieczyszczenie wnętrza nakrętki;
• uszkodzone bieżnie lub elementy powrotne;
• nadmierne napięcie wstępne;
• niewspółosiowość pomiędzy śrubą a łożyskami podporowymi;
• pracy powyżej dopuszczalnej prędkości obrotowej.

Jak wybrać nową śrubę kulową?

W przypadku nowej maszyny prawidłowym procesem jest wybór pełnej specyfikacji śruby kulowej, a nie luźnej średnicy kulki.

1. Oblicz obciążenie osiowe i wymaganą trwałość użytkową.
2. Potwierdź skok, długość śruby i sposób montażu.
3. Wybierz średnicę śruby i skok zgodnie z obciążeniem i prędkością.
4. Sprawdź dopuszczalne obciążenie osiowe i krytyczną prędkość obrotową.
5. Wybierz rodzaj nakrętki i strukturę cyrkulacji.
6. Potwierdź stopień dokładności, luz osiowy i wymagania dotyczące napięcia wstępnego.
7. Sprawdź smarowanie, temperaturę i warunki środowiskowe.

Zapasy DLY zakończonezespoły śrub kulowychi wielokrotnetypy nakrętek śrub kulowych. W przypadku nowego zamówienia należy podać średnicę ślimaka, skok, długość, obciążenie, prędkość, dokładność i wymagania dotyczące obróbki końcowej, zamiast podawać zakładaną średnicę wewnętrzną kulki.

Co należy sprawdzić podczas reballingu śrubą kulową?

Reballing nie polega po prostu na liczeniu starych piłek i kupowaniu zamienników o tym samym przybliżonym rozmiarze. Używane kulki i bieżnie mogą już wykazywać mierzalne zużycie.

Prawidłowa wycena naprawy powinna sprawdzić:

• kompletny model śruby i nakrętki;
• oryginalny obwód kulkowy i ilość kulek;
• zużycie bieżni, wżery, korozja i uszkodzenia powierzchni;
• średnica kulki przy użyciu odpowiedniego precyzyjnego sprzętu pomiarowego;
• luz osiowy lub zamierzone napięcie wstępne;
• moment rozruchowy i roboczy po montażu;
• płynna cyrkulacja przez pełny skok użytkowy.

Jeśli bieżnie są zużyte, zainstalowanie większych kulek w celu usunięcia luzu może tymczasowo zwiększyć napięcie wstępne bez przywracania pierwotnej dokładności bieżni. Może również powodować nierówny kontakt i szybkie wytwarzanie ciepła. W tej sytuacji bezpieczniejsza może być wymiana samej nakrętki lub wymiana całego, dopasowanego zestawu śrub i nakrętek.

Nie zdejmować nakrętki kulowej bezpośrednio z wału śruby, chyba że zostanie zastosowana odpowiednia tuleja przenosząca. W przeciwnym razie podczas ponownego montażu kulki mogą wypaść lub nieprawidłowo wejść na drogę powrotną.

Praktyczna odpowiedź

W przypadku nowego sprzętu wybierz odpowiedni model śruby kulowej i specyfikacje wydajności; producent określa kompatybilną średnicę wewnętrzną kulki. Do naprawy nie wybieraj kulek zamiennych wyłącznie na podstawie obciążenia, prędkości lub przybliżonego pomiaru. Przed ponownym oddaniem śruby do użytku należy sprawdzić stan bieżni, wymagany luz lub napięcie wstępne, klasę kulki, ilość i montowany moment obrotowy.

← Powrót do bloga DLY