Równoległość śruby kulowej: Jak ustawić śrubę kulową podczas instalacji

Równoległość śruby kulowejopisuje, jak bardzo oś ślimaka podąża za kierunkiem ruchu ustalonym przez prowadnice liniowe maszyny. Prawidłowe ustawienie wymaga również, aby łożysko końca stałego, łożysko końca swobodnego i obudowa nakrętki kulowej miały wspólną kompatybilną linię środkową.

Jeśli podczas montażu te elementy zostaną ustawione w różnych pozycjach, śruba kulowa może nadal się obracać, ale w zespole może wystąpić nierówny moment obrotowy, ciepło, wibracje, hałas, niestabilność położenia i przedwczesne zużycie.

Co należy ustawić w systemie śrub kulowych?

Śruba kulowa sama w sobie nie określa kierunku ruchu osi maszyny. W większości systemów prowadnice liniowe ograniczają stół lub wózek i wyznaczają jego ścieżkę ruchu. Śruba kulowa musi być zainstalowana tak, aby podążała tą ścieżką, bez wywierania nacisku na nakrętkę lub łożyska podporowe na boki.

Instalacja wiąże się zatem z kilkoma powiązanymi warunkami:

• Równoległość osi ślimaka i ruchu prowadnicy liniowej
• Współosiowość pomiędzy gniazdami łożysk o końcu stałym i swobodnym
• Prawidłowa wysokość i boczne położenie obudowy nakrętki kulowej
• Prostokątność powierzchni montażowych wspornika
• Koncentryczność obrobionych czopów śrubowych
• Wyrównanie pomiędzy wałem silnika, sprzęgłem i wałem śruby

Warunki te należy oceniać jako jeden zespół. Korekta jednego punktu przy jednoczesnym wymuszeniu zmiany położenia innego komponentu nie tworzy prawidłowo wyrównanej osi.

Równoległość, współosiowość i bicie są różne

Terminy te są często mylone podczas montażu śruby kulowej.

Równoległość

Równoległość opisuje, czy oś śruby kulowej pozostaje w tym samym stosunku pionowym i poziomym do ruchu prowadnicy liniowej w całym zakresie skoku.

Współosiowość

Współosiowość opisuje, czy podpora stała, podpora pływająca, czopy śrubowe i nakrętka kulkowa są umieszczone wokół kompatybilnej wspólnej osi.

Bicie promieniowe

Bicie promieniowe to zmiana mierzona na powierzchni podczas obrotu śruby. Może to być spowodowane wygiętym wałem, błędną obróbką czopa, montażem łożyska, zanieczyszczeniem powierzchni ustalającej lub nieprawidłowym montażem.

Umieszczenie czujnika zegarowego na wale i obracanie go służy przede wszystkim do pomiaru bicia. Samo w sobie nie potwierdza, że ​​śruba przebiega równolegle do ruchu prowadnicy liniowej.

Dlaczego ustawienie śruby kulowej ma znaczenie

Śruba kulowa jest przeznaczona przede wszystkim do przenoszenia obciążenia osiowego. Niewspółosiowość wprowadza niepożądane siły promieniowe i momenty zginające do śruby, nakrętki kulowej, łożysk wsporczych i konstrukcji montażowej.

Możliwe konsekwencje obejmują:

• Nierówny moment obrotowy
• Nienormalny wzrost temperatury
• Hałas i wibracje
• Przyspieszone zużycie bieżni i kulek
• Przeciążenie łożyska podporowego
• Przedwczesna awaria sprzęgła
• Zmniejszona spójność pozycjonowania
• Przeciążenie serwa lub nadmierny prąd silnika

Wyższe napięcie wstępne nie koryguje niewspółosiowości. Wstępnie naprężona śruba kulowa jest zwykle bardziej wrażliwa na błędy montażowe, ponieważ zawiera już obciążenie wewnętrzne.

Narzędzia używane do sprawdzania równoległości śrub kulowych

Dokładny sprzęt zależy od konstrukcji maszyny i wymaganej dokładności. Typowe narzędzia inspekcyjne obejmują:

• Czujnik zegarowy i sztywny stojak magnetyczny lub mechaniczny
• Precyzyjna linijka
• Bloki wzorcowe
• Poziom precyzji
• Trzpień wyrównujący lub pręt odniesienia
• Klucz dynamometryczny
• Sprzęt do pomiaru momentu obrotowego o niskim zakresie
• Sprzęt do laserowego ustawiania osi dla instalacji o większej dokładności
• Interferometr laserowy do ostatecznej weryfikacji pozycjonowania

Suwmiarka lub mikrometr zewnętrzny mogą zweryfikować wymiary elementu, ale same w sobie nie są w stanie ustalić wyrównania całej osi śruby kulowej.

Kontrole przed instalacją

Sprawdź zespół śruby kulowej

Sprawdź wał śruby, obrobione czopy, nakrętkę kulową, elementy powrotne, uszczelki i zespoły wsporcze pod kątem widocznych uszkodzeń spowodowanych uderzeniami, korozji, zanieczyszczeń lub deformacji.

Nie zdejmować nakrętki kulkowej ze śruby, jeśli nie jest dostępna odpowiednia tuleja przenosząca i procedura ponownego montażu. Usunięcie go bezpośrednio może spowodować wypadnięcie kulek z obwodów cyrkulacyjnych.

Sprawdź powierzchnie montażowe

Oczyścić gniazda obudowy łożyska, powierzchnię wspornika nakrętki, występy ustalające i otwory gwintowane. Zadziory, farba, wióry, wgniecenia i uwięzione zanieczyszczenia mogą spowodować przesunięcie jednostki nośnej lub zniekształcenie obudowy nakrętki podczas dokręcania śrub.

Sprawdź, czy powierzchnie montażowe spełniają wymagania dotyczące płaskości, prostopadłości, wysokości i położenia określone na rysunku maszyny.

Najpierw dokończ instalację prowadnicy liniowej

Ponieważ prowadnice liniowe zwykle wyznaczają ścieżkę wózka, należy je zainstalować, wyosiować i sprawdzić przed ostatecznym ustawieniem śruby kulowej. Próba użycia śruby kulowej do wciągnięcia niewyosiowanego stołu na właściwe miejsce spowoduje niepożądane obciążenie promieniowe nakrętki.

Potwierdź ustalenia dotyczące wsparcia

Przed montażem zidentyfikuj koniec stały i koniec pływający. Koniec stały ustala osiowe położenie śruby, podczas gdy koniec pływający zwykle podpiera wał promieniowo i umożliwia ruch osiowy spowodowany rozszerzalnością cieplną.

Procedura montażu i wyrównywania śruby kulowej

Poniższa procedura opisuje ogólną logikę instalacji śruby kulowej nieruchomo-pływającej. Rysunki producenta i wymagania dotyczące dokręcania powinny mieć pierwszeństwo tam, gdzie się różnią.

Krok 1: Zainstaluj wspornik stały

Zamontuj wspornik stały na przygotowanej powierzchni odniesienia. Utrzymuj elementy mocujące wystarczająco dobrze, aby zlokalizować urządzenie, jednocześnie umożliwiając kontrolowane ustawienie, jeśli konstrukcja wymaga regulacji.

Upewnij się, że powierzchnia ustalająca wspornika jest prawidłowo osadzona i że nie znajdują się pod nią żadne zadziory ani zanieczyszczenia. Dokręcić nakrętkę zabezpieczającą łożyska i elementy mocujące zespołu nośnego zgodnie z określoną procedurą.

Krok 2: Wkręć śrubę w wsporniki

Obchodź się ze śrubą ostrożnie i unikaj przykładania siły uderzenia przez bieżnie łożyska. Obrobiony czop powinien pasować do określonego układu łożysk; Szczelinomierz pomiędzy czopem wału a łożyskiem nie jest właściwą metodą ustawiania współosiowości.

Zamontuj wspornik pływający bez niezamierzonego osiowego mocowania śruby. Na tym etapie pozostaw elementy mocujące obudowy wystarczająco luźne, jeśli wymagana jest regulacja.

Krok 3: Umieścić obudowę nakrętki kulowej

Zamocuj nakrętkę kulkową do obudowy lub wspornika zgodnie z określoną orientacją montażową. Podeprzyj śrubę tak, aby nakrętka nie musiała przenosić ciężaru wału podczas montażu.

Połącz obudowę nakrętki z ruchomym stołem, przy czym śruby są początkowo luźne lub lekko dokręcone. Dzięki temu wspornik nakrętki może ustawić się w pozycji zgodnej z osią śruby i skokiem prowadnicy.

Nie dokręcaj nakrętki kulowej do oporu, całkowicie dokręcając śruby mocujące do widocznej szczeliny. Jeśli istnieje szczelina, sprawdź wysokość montażu, geometrię wspornika, położenie wspornika i powierzchnie odniesienia.

Krok 4: Przesuń stół przez pociągnięcie

Przesuwaj wózek powoli, ręcznie lub przy najniższej bezpiecznej prędkości jazdy. Obserwuj, czy opór zmienia się w różnych pozycjach.

Śruba kulowa powinna obracać się płynnie, bez zacinania się. Jeżeli obudowa nakrętki przesuwa się wraz z ruchem stołu, oznacza to, że jej pierwotne położenie nie było zgodne z drogą przesuwu.

Przesuń wózek w pobliże stałego, środkowego i pływającego końca, stopniowo lokalizując obudowę nakrętki i zespoły wsporcze. Unikaj końcowego dokręcania tylko na jednym końcu skoku bez sprawdzenia pozostałego skoku.

Krok 5: Sprawdź wyrównanie w poziomie i pionie

Jeżeli pozwala na to konstrukcja maszyny, zamontować czujnik zegarowy na ruchomym wózku i dokonać pomiaru względem odpowiedniej powierzchni odniesienia lub trzpienia ustalającego powiązanego z osią śruby. Przesuwaj wózek wzdłuż prowadnic liniowych, nie obracając komponentu odniesienia.

Zapisz zmianę zarówno w kierunku poziomym, jak i pionowym. Ocenia to, jak zmienia się oś odniesienia śruby w zależności od ruchu prowadnicy.

Gwintowana bieżnia nie jest idealną powierzchnią wskaźnikową. Użyj obrobionej powierzchni odniesienia, pręta wyrównującego, odniesienia do jednostki podporowej lub innej metody określonej w konstrukcji maszyny.

Krok 6: Osobno sprawdź bicie śruby

Umieścić czujnik zegarowy na określonym obrobionym czopie lub średnicy odniesienia i powoli obracać śrubę. Test ten sprawdza bicie promieniowe, a nie równoległość.

W przypadku pomiaru nadmiernego bicia należy sprawdzić prostość wału, obróbkę czopu, osadzenie łożyska, stan nakrętki zabezpieczającej i zanieczyszczenie występów ustalających.

Krok 7: Dostosuj za pomocą odpowiednich metod

Jeżeli oś śruby nie pokrywa się z ruchem prowadnicy, skorygować odpowiednią pozycję montażową. W zależności od konstrukcji maszyny regulacja może obejmować:

• Zmiana położenia obudowy zespołu nośnego
• Korekta bocznego położenia wspornika nakrętki
• Stosowanie dokładnie przygotowanych podkładek pod zatwierdzonymi powierzchniami montażowymi
• Korekta wysokości obudowy nakrętki
• Usuwanie zadziorów i zanieczyszczeń
• Ponowna obróbka powierzchni montażowej poza tolerancją

Nie używaj przypadkowych stosów miękkich lub nierównych podkładek. Podkładki powinny zapewniać stabilne podparcie w wymaganej powierzchni styku i nie powinny zniekształcać obudowy po dokręceniu.

Krok 8: Stopniowo dokręcaj elementy

Gdy wyrównanie będzie zadowalające, stopniowo dokręcaj obudowę nakrętki i elementy mocujące wspornika w określonej kolejności. Po każdym etapie sprawdź ponownie wyrównanie i opór jazdy, ponieważ dokręcanie może przesunąć lub zniekształcić elementy.

Nie należy zakładać, że położenie pozostanie niezmienione po przyłożeniu końcowego momentu obrotowego.

Jak potwierdzić wyrównanie bez bezpośredniego pomiaru równoległości

Niektóre konstrukcje maszyn nie zapewniają dostępu do bezpośredniego pomiaru wskaźnikowego wzdłuż osi ślimaka. W takich przypadkach wyrównanie można również ocenić na podstawie kilku powiązanych obserwacji.

Moment obrotowy w pełnym skoku

Zmierz lub monitoruj moment obrotowy wymagany do poruszania zespołem przy niskiej, stałej prędkości. Duży wzrost w pobliżu jednego końca lub w powtarzającym się położeniu może wskazywać na niewspółosiowość, lokalne zakłócenia, zanieczyszczenie lub deformację wału.

Ruch obudowy nakrętki

Po bezpiecznym poluzowaniu śrub mocujących zgodnie z procedurą montażową, obserwuj, czy obudowa nakrętki próbuje poruszać się na boki lub pionowo podczas przesuwania stołu. Ruch wskazuje, że położenie obudowy nie jest zgodne z osią śruby.

Prąd silnika

Po zakończeniu montażu mechanicznego należy monitorować prąd silnika przy niskiej, stałej prędkości w obu kierunkach. Znaczące zmiany prądu wzdłuż skoku mogą wskazywać na różną rezystancję mechaniczną.

Prąd silnika jest wskaźnikiem pomocniczym, a nie substytutem pomiaru mechanicznego. Tarcie prowadnicy, uszczelnienia, rozkład obciążenia i ustawienia napędu mogą również wpływać na odczyt.

Jaką tolerancję równoległości należy zastosować?

Nie ma jednej tolerancji równoległości śrub kulowych, która miałaby zastosowanie do każdej maszyny. Dopuszczalna wartość zależy od:

• Średnica i długość śruby
• Stopień dokładności
• Wstępne obciążenie nakrętki
• Układ nośno-podporowy
• Podróż maszyną
• Prędkość robocza
• Wymagana dokładność pozycjonowania
• Sztywność wspornika nakrętki i obudów wsporczych

Należy stosować tolerancję podaną na rysunku maszyny, rysunku śruby kulowej lub w instrukcji montażu producenta. Ogólna wartość pobrana z innej maszyny może być nieodpowiednia dla obecnego montażu.

Kontrole po instalacji

Sprawdź płynność ruchu

Przesuń oś przez pełny skok przy niskiej prędkości. Sprawdź wiązanie, nietypowy hałas, powtarzające się szczyty momentu obrotowego i nagłe zmiany prądu silnika.

Sprawdź temperaturę

Uruchom oś stopniowo w kontrolowanych warunkach i monitoruj nakrętkę kulową, wspornik z końcem stałym, wspornik z końcem ruchomym, silnik i sprzęgło. Szybkie lub miejscowe nagrzewanie może wskazywać na nadmierne napięcie wstępne, problemy ze smarowaniem, błąd łożyska lub niewspółosiowość.

Sprawdź ustawienie sprzęgła

Sprzęgło powinno kompensować jedynie ograniczoną niewspółosiowość określoną w jego konstrukcji. Nie należy go używać do ukrywania dużych przesunięć pomiędzy wałem silnika a wałem śruby.

Sprawdź dokładność pozycjonowania

Po ustabilizowaniu instalacji mechanicznej należy sprawdzić dokładność i powtarzalność pozycjonowania przy użyciu sprzętu odpowiedniego do wymagań maszyny. Osie o wysokiej precyzji mogą wymagać interferometru laserowego lub porównania w skali liniowej.

Kompensację pozycjonowania należy przeprowadzić dopiero po skorygowaniu luzów, niewspółosiowości i innych błędów mechanicznych.

Typowe błędy montażowe śrub kulowych

• Za pomocą śruby kulowej wciągnij niewyrównane prowadnice na miejsce
• Całkowicie dokręcić obudowę nakrętki przed sprawdzeniem całego skoku
• Dociskanie wspornika nakrętki kulowej do błędu wysokości montażowej
• Mylące bicie śruby z równoległością
• Za pomocą szczelinomierza ustawić dopasowanie wału do łożyska
• Zaciśnięcie osiowe końca pływającego
• Użycie sprzęgła w celu kompensacji przesunięcia wału głównego
• Ignorowanie zadziorów i zanieczyszczeń na powierzchniach montażowych
• Obracanie śruby z dużą prędkością przed wykonaniem kontroli przy niskiej prędkości
• Demontaż nakrętki kulowej bez tulei transferowej

Oznaki niewspółosiowości śruby kulowej

Sprawdź ponownie instalację, jeśli system się rozwinie:

• Nierówny moment obrotowy wzdłuż skoku
• Wiązanie w pobliżu jednego końca
• Zwiększanie prądu silnika
• Nietypowy dźwięk po dokręceniu obudowy nakrętki
• Szybkie nagrzewanie nakrętki lub łożysk oporowych
• Powtarzające się uszkodzenia sprzęgła
• Wibracje przy prędkości roboczej
• Przedwczesne zużycie uszczelnienia, kulki, bieżni lub łożyska

Jeżeli opór zmniejsza się po poluzowaniu obudowy nakrętki lub elementów mocujących wspornika, przed ponownym uruchomieniem maszyny należy sprawdzić położenie montażowe lub dokładność powierzchni.

Wsparcie przy montażu śruby kulowej DLY

DLY dostarcza walcowane i szlifowane śruby kulowe z odpowiednią obróbką końca wału i opcjami jednostek podporowych. Typowe kombinacje stron stałych i pływających obejmują BK/BF, FK/FF i EK/EF.

Poznaj DLYasortyment śrub kulowychIzespoły wsporników śrub kulowych.

W przypadku nowej instalacji należy podać model śruby kulowej, średnicę, skok, długość, stopień dokładności, wymagania dotyczące napięcia wstępnego, rozmieszczenie podpór i rysunek końca wału. Wysokość montażu i interfejsy nakrętki kulowej, zespołów wsporczych i sprzęgła należy sprawdzić łącznie.

← Powrót do bloga DLY