Jak zamontować obrotową nakrętkę kulową: Przewodnik krok po kroku dla aplikacji CNC i automatyki - Blog

Zespół obrotowej nakrętki kulowej działa inaczej niż standardowa instalacja śruby kulowej. W konwencjonalnej śrubie kulowej wał śruby obraca się, a nakrętka porusza się liniowo. W konstrukcji z obrotową nakrętką kulkową wał śruby jest nieruchomy, a nakrętka się obraca - silnik napędza nakrętkę przez koło pasowe lub bezpośrednie sprzęgło, a nieobrotowy wał porusza się po linii prostej.To odwrócone ustawienie rozwiązuje specyficzny problem inżynieryjny: w osiach o długim skoku obracanie długiego wału śrubowego z dużą prędkością powoduje bicze, hałas i wibracje, gdy wał zbliża się do prędkości krytycznej. Obracająca się nakrętka kulkowa eliminuje to ograniczenie, ponieważ wał nigdy się nie obraca – po prostu się przesuwa. To sprawia, że konstrukcja nakrętki obrotowej jest preferowanym wyborem w przypadku suwnic CNC o długim skoku, szybkich systemów pick-and-place i wszelkich osi, w przypadku których długość skoku sprawia, że konwencjonalny wał obrotowy jest niepraktyczny.Procedura montażu obrotowej nakrętki kulowej jest bardziej skomplikowana niż w przypadku standardowej nakrętki śruby kulowej. W tym przewodniku opisano pełną sekwencję montażu, w tym zintegrowane łożysko oporowe, konfigurację obudowy, smarowanie i kontrole współosiowości, które określają, czy zespół będzie działał prawidłowo i przetrwał znamionową trwałość.

Jak działa zespół obrotowej nakrętki kulowej

W standardowej śrubie kulowej wał obraca się w stałych łożyskach podporowych na każdym końcu. Nakrętka porusza się na wale i porusza się liniowo wraz z obrotami wału. Nakrętka jest zabezpieczona przed obrotem za pomocą wózka i prowadnic liniowych.W zespole obracającej się nakrętki kulowej role są odwrócone:

Thewał śrubowyjest zamocowany na obu końcach – nie obraca się
Thenakrętkajest napędzany silnikiem (poprzez pasek, koło pasowe lub bezpośrednie sprzęgło)
Gdy nakrętka obraca się wokół stałego wału, korpus nakrętki porusza się wzdłuż osi wału
Prowadnice liniowe podtrzymują wózek i zapobiegają obracaniu się obudowy

Nakrętka w zespole obracającej się nakrętki kulowej jest zintegrowana z łożyskiem podporowym – zazwyczaj parą łożysk skośnych o kącie działania 45° – które umożliwia obrót nakrętki podczas przenoszenia osiowego obciążenia wzdłużnego na obudowę. Obudowa łączy się z wózkiem i porusza się liniowo.Obrotowa nakrętka kulkowa DLY łączy nakrętkę i łożysko oporowe w jedną kompaktową jednostkę. Układ łożysk o kącie działania 45° wytrzymuje duże obciążenia osiowe w obu kierunkach, zachowując jednocześnie łączną dokładność montażu.

Zanim zaczniesz: czego potrzebujesz

Narzędzia i sprzęt:

Czujnik zegarowy z podstawą magnetyczną (rozdzielczość 0,001 mm lub lepsza)
Klucz dynamometryczny z odpowiednią nasadką pod obudowę i śrubami mocującymi
Precyzyjna linijka lub listwa wyrównująca
Czyste, niestrzępiące się ściereczki
Nasmaruj smarownicę określonym środkiem smarnym
Miękki młotek (tylko do regulacji światła – nigdy nie uderzaj bezpośrednio w nakrętkę ani wał)
Środek do zabezpieczania gwintów (średnio mocny, np. Loctite 243)

Warunki:

Powierzchnia robocza czysta i wolna od wiórów metalowych, chłodziwa i pyłu ściernego
Wszystkie powierzchnie współpracujące (końce wału, otwór w oprawie, powierzchnie montażowe) zostały sprawdzone i oczyszczone przed rozpoczęciem montażu
Wymiary obróbki końca wału zweryfikowane z rysunkiem przed przystąpieniem do montażu łożysk podporowych i mocowań końcowych

Krok 1: Przygotuj i sprawdź wał

Przed zamontowaniem czegokolwiek sprawdź wał śruby:

Sprawdź wał pod kątem prostości. Wał, który nie jest prosty, spowoduje boczne oscylacje obudowy nakrętki podczas jej ruchu, generując obciążenia boczne zarówno na nakrętkę, jak i na prowadnice liniowe. W przypadku wału dłuższego niż 1000 mm sprawdź bicie w punkcie środkowym: zamontuj wał poziomo na pryzmach na każdym końcu i użyj czujnika zegarowego pośrodku. Bicie powinno być mniejsze niż 0,05 mm na 1000 mm długości wału.
Dokładnie wyczyść wał niestrzępiącą się szmatką. Usuń powłokę ochronną nałożoną podczas transportu. Nie używaj rozpuszczalników, które mogłyby uszkodzić uszczelki w zespole nakrętki.
Sprawdź, czy wymiary obróbki końca wału odpowiadają rysunkom łożysk podpory końcowej. W przypadku montażu nakrętek obrotowych końcówki wałów są nieruchome – każdy błąd w obróbce końcowej wpływa na ustawienie całej osi.
Nałóż cienką warstwę określonego smaru na wał w miejscu ruchu nakrętki. Jest to wstępne smarowanie strefy kontaktu kulki z bieżnią.

Krok 2: Zamontuj wsporniki końcowe wału

Wał w instalacji z obrotową nakrętką kulkową jest zamocowany na obu końcach. W przeciwieństwie do konwencjonalnej śruby kulowej, której jeden koniec pływa, aby skompensować rozszerzalność cieplną, układ z wałem stałym wymaga dokładnego rozważenia zarządzania rozszerzalnością cieplną:Konfiguracja stała-stała:Obydwa końce są zablokowane osiowo. Jest to najczęstszy układ systemów nakrętek obrotowych, ponieważ wał się nie obraca i generuje mniej ciepła niż wał obrotowy. Jeśli jednak wał nagrzeje się pod wpływem otoczenia lub tarcia nakrętki, będzie się rozszerzał. W przypadku długich wałów (powyżej 1500 mm) należy kontrolować to rozszerzanie poprzez przyłożenie wstępnego napięcia rozciągającego do wału podczas montażu – wał jest lekko rozciągany pomiędzy jego podporami końcowymi, tak aby rozszerzalność cieplna zmniejszała napięcie wstępne, a nie powodowała wyboczenia ściskającego.Kolejność montażu wsporników końcowych:

Najpierw zamontuj wspornik końca stałego. Dokręcić śruby mocujące wspornik końcowy podanym momentem obrotowym i sprawdzić, czy wał jest utwierdzony osiowo na tym końcu.
Zamontuj wspornik przeciwnego końca. Na tym etapie pozostaw osiową nakrętkę zabezpieczającą lekko luźną – nie dokręcaj całkowicie osiowo wału na obu końcach, dopóki nie zostanie ustawione naprężenie wału.
Jeśli wymagane jest wstępne naprężenie wału (długość wału powyżej 1500 mm), zastosować obliczone napięcie wstępne rozciągające za pomocą klucza dynamometrycznego na końcowej nakrętce zabezpieczającej. Wartość napięcia wstępnego zależy od średnicy i długości wału – patrz specyfikacja producenta wału.
Zablokuj osiowo drugi wspornik końcowy i sprawdź, czy wał jest napięty, ale nie nadmiernie naprężony. Wał nie powinien uginać się w widoczny sposób pod wpływem lekkiego bocznego nacisku ręki w punkcie środkowym.

Krok 3: Nakręć zespół obrotowej nakrętki kulowej na wał

Jest to najbardziej krytyczny krok i ten, który najprawdopodobniej spowoduje szkody, jeśli zostanie wykonany nieprawidłowo.Zespół obrotowej nakrętki kulowej jest dostarczany z fabryki z nakrętką wstępnie zamontowaną w obudowie łożyska. Obwód kulkowy wewnątrz nakrętki zawiera precyzyjne kulki stalowe, które wypadną, jeśli nakrętka zostanie zdjęta z wału bez założonej tulei ochronnej.Nie demontować zespołu obrotowej nakrętki kulowej.Nakrętka, kulki, układ powrotny i łożyska oporowe są zmontowane i ustawione fabrycznie. Demontaż na miejscu unieważnia ustawienie napięcia wstępnego i stwarza ryzyko utraty lub pomieszania piłek.Procedura:

Przed nałożeniem zespołu nakrętki należy sprawdzić, czy na końcu wału zamontowana jest tymczasowa tuleja ochronna (trzpień). Tuleja ochronna ma taki sam profil gwintu jak wał śruby, ale nie ma rowków kulkowych – umożliwia przesuwanie nakrętki po końcu wału bez wpadania kulek do obszaru obróbki końcowej.
Wsuń zespół obrotowej nakrętki kulowej na tuleję ochronną. Wyrównaj zespół nakrętki z osią wału i powoli wsuń go z tulei na gwint wału. Zastosuj lekki nacisk osiowy, powoli obracając nakrętkę ręcznie – poczujesz, jak kulki wchodzą w bieżnię wału. Nie wymuszaj przejścia.
Gdy kulki połączą się z gwintem wału, powoli obróć ręcznie zespół nakrętki na całą długość skoku. Opór powinien być płynny i spójny przez cały czas. Jeśli w którymkolwiek miejscu poczujesz ciasne miejsce lub szorstką plamę, zatrzymaj się i sprawdź przed kontynuowaniem – nie przepychaj nakrętki na siłę przez punkt wiązania.
Zdejmij tuleję ochronną z końca wału dopiero po całkowitym osadzeniu zespołu nakrętki na wale i potwierdzeniu, że porusza się płynnie przez cały skok.

Krok 4: Zamontuj obudowę na wózku

Obracająca się obudowa nakrętki kulowej łączy zespół nakrętki z ruchomym wózkiem. Obudowę należy zamontować tak, aby oś nakrętki była równoległa do prowadnic liniowych i zgodna z osią wału śruby.

Dosuń obudowę do powierzchni montażowej wózka, nie dokręcając całkowicie śrub. Obudowa powinna przylegać płasko do powierzchni montażowej wózka — jakakolwiek szczelina między obudową a wózkiem wskazuje na płaskość lub zanieczyszczenia na współpracującej powierzchni.
Dokręcić ręcznie śruby obudowy i ręcznie sprawdzić, czy zespół nakrętki obraca się płynnie. Jeżeli obrót wydaje się cięższy lub bardziej nierówny niż przed montażem oprawy, oznacza to, że obudowa wywiera boczne obciążenie na nakrętkę – przed dokręceniem sprawdź przyczynę.
Nałożyć środek do zabezpieczania gwintów na śruby obudowy i dokręcić na krzyż określonym momentem obrotowym. Po każdym dokręceniu ponownie sprawdź płynność obrotu nakrętki.
Zamontuj koło pasowe lub sprzęgło do obudowy nakrętki. Koło pasowe lub sprzęgło musi być współosiowe z osią obrotu nakrętki – mimośrodowe mocowanie generuje drgania przy częstotliwości obrotu nakrętki, co jest szczególnie szkodliwe przy dużych prędkościach.

Krok 5: Wyrównanie układu napędowego

Silnik i koło pasowe muszą być ustawione w jednej linii z kołem pasowym z nakrętką obrotową. Niewspółosiowość generuje siłę boczną na łożysku nakrętki i powoduje nierównomierne zużycie paska.Dla układów napędu pasowego:

Wyrównaj koło pasowe silnika i koło pasowe nakrętki w tej samej płaszczyźnie. Użyj linijki na obu powierzchniach koła pasowego - linijka powinna stykać się z obiema powierzchniami jednocześnie, bez kołysania.
Ustawić napięcie paska zgodnie ze specyfikacją. Niedostateczne napięcie umożliwia poślizg paska; nadmierne napięcie powoduje obciążenie promieniowe łożyska nakrętki i zmniejsza trwałość łożyska.
Po ustawieniu napięcia sprawdź ręką, czy zespół nakrętki obraca się płynnie przy założonym pasku. Napięcie paska nie powinno powodować zauważalnie większych obrotów.

W przypadku systemów połączeń bezpośrednich:

Wyrównaj wał silnika i piastę nakrętki koncentrycznie i pod kątem. Nawet niewielka niewspółosiowość kątowa sprzęgła generuje cykliczne obciążenia zginające działające na łożysko nakrętki przy każdym obrocie.
Użyj czujnika zegarowego na średnicy zewnętrznej sprzęgła, aby sprawdzić, czy bicie mieści się w specyfikacji producenta sprzęgła.

Krok 6: Sprawdź wyrównanie całego zespołu

Po zamontowaniu obudowy nakrętki, podłączonym układzie napędowym i dokręconych wszystkich śrubach:

Zamontować czujnik zegarowy na ramie maszyny tak, aby sonda stykała się z obudową nakrętki w kierunku poprzecznym (prostopadle do osi wału).
Przejedź wózek przez pełny skok z małą prędkością. Wskaźnik powinien pokazywać odchylenie boczne mniejsze niż 0,05 mm w całym zakresie skoku. Więcej wskazuje, że wał nie jest równoległy do liniowych szyn prowadzących lub że wał ma błąd prostoliniowości.
Powtórzyć pomiar w kierunku pionowym (dla osi poziomych). Odchylenie pionowe wskazuje ugięcie wału lub zmianę wysokości szyny.
Jeżeli odchylenie przekracza tolerancję, przed uruchomieniem osi z prędkością roboczą wyreguluj położenie wsporników końcowych wału, aby skorygować ustawienie.

Krok 7: Smarowanie przed pierwszym uruchomieniem

Przed pierwszym uruchomieniem osi pod napięciem należy nasmarować obracającą się nakrętkę kulkową. Fabrycznie nałożona powłoka ochronna nie jest smarem funkcjonalnym.

Znajdź smarowniczkę na obudowie nakrętki. Powoli wstrzykuj smar przez złączkę za pomocą smarownicy. Początkowa ilość napełnienia zależy od rozmiaru nakrętki – jako odniesienie należy wstrzykiwać do momentu wyczucia lekkiego oporu na smarownicy, a następnie zatrzymać. Nie przepełniać: nadmiar smaru w nakrętce zwiększa opór pracy i ciepło.
Po nałożeniu smaru obróć ręcznie nakrętkę o kilka pełnych ruchów, aby rozprowadzić smar po obwodzie kulki.
Wytrzyj nadmiar smaru z zewnętrznych powierzchni wału i obudowy.

Zalecany środek smarny: Smar litowo-kompleksowy klasy 1 lub 2 NLGI do ogólnych zastosowań przemysłowych. W przypadku zastosowań wymagających dużych prędkości, gdzie prędkość obrotowa nakrętki wytwarza wartość Dm·N powyżej 70 000, należy zapoznać się ze specyfikacją produktu, aby uzyskać zalecenia dotyczące smaru do dużych prędkości.

Krok 8: Docieranie i weryfikacja

Przed pracą z pełną prędkością i obciążeniem:

Uruchomić oś przy 10–20% maksymalnej prędkości na 5 minut. Monitoruj temperaturę obudowy nakrętki za pomocą termometru kontaktowego lub termometru na podczerwień. Temperatura powinna nieznacznie wzrosnąć od temperatury otoczenia, a następnie ustabilizować się - stale rosnąca temperatura wskazuje na niewystarczające smarowanie lub nadmierne napięcie wstępne.
Stopniowo zwiększaj prędkość do 50% i powtarzaj kontrolę temperatury.
Dopiero po potwierdzeniu stabilnej temperatury przy prędkości 50% należy uruchomić oś z pełną prędkością roboczą.
Po pierwszej godzinie pracy na pełnych obrotach sprawdź moment dokręcenia wszystkich śrub mocujących. Wibracje podczas docierania mogą powodować lekkie osiadanie śrub. W przypadku wykrycia jakiegokolwiek ruchu dokręcić ponownie określonym momentem.

Typowe błędy instalacyjne

Wciśnięcie zespołu nakrętki na koniec wału bez tulei ochronnejBez tulei ochronnej kulki w nakrętce napotykają obróbkę końcówki wału – stopień, wpust lub część gwintowaną, która powoduje zakleszczenie lub wypadnięcie kulek. Podczas nakręcania nakrętki na wał należy zawsze używać tulei ochronnej.Całkowicie umocuj oba końce wału przed ustawieniem naprężenia wałuW przypadku długich wałów sztywne zamocowanie obu końców przed naprężeniem wstępnym nie pozostawia uwzględnienia rozszerzalności cieplnej. Podczas nagrzewania wał będzie narażony na naprężenia ściskające, co w skrajnych przypadkach może spowodować wyboczenie i zawsze będzie zwiększać napięcie wstępne nakrętki powyżej wartości projektowej.Montaż koła pasowego napędu przy nadmiernym napięciu paskaWysokie napięcie paska powoduje obciążenie promieniowe łożyska podporowego nakrętki, które nakłada się na obciążenie osiowe wynikające z ruchu liniowego. Zmniejsza to efektywną trwałość łożyska i może powodować nagrzewanie się nakrętki, nawet przy prawidłowym smarowaniu.Praca osi z pełną prędkością bez docierania smaruPoczątkowy okres docierania rozprowadza smar po obwodzie kulki i pozwala na ustabilizowanie się napięcia wstępnego łożyska. Pominięcie docierania i natychmiastowa praca z pełną prędkością generuje ciepło, które może spowodować degradację smaru, zanim zostanie on prawidłowo rozprowadzony.Ignorowanie odchyleń bocznych podczas kontroli wyrównaniaOdchylenie boczne wynoszące 0,1 mm w stosunku do skoku wydaje się niewielkie, ale generuje stałe obciążenie boczne nakrętki, proporcjonalne do sztywności wału i odchylenia. Z biegiem czasu to obciążenie boczne przyspiesza zużycie bieżni nakrętki i zmniejsza żywotność do ułamka wartości znamionowej.

Konserwacja po instalacji

Obrotowe nakrętki kulkowe wymagają takiego samego smarowania jak standardowe nakrętki śrub kulowych, ale punkt dostępu może być inny — smarowniczka znajduje się na obrotowej obudowie, co oznacza, że porusza się ona wraz z wózkiem, a nie znajduje się w stałym położeniu.W przypadku układów centralnego smarowania przewód zasilający do obudowy nakrętki musi być elastyczny, aby dostosować się do skoku suportu. Stała sztywna linka pęknie w miarę przesuwania się karetki.Odniesienie do częstotliwości ponownego smarowania:

Małe obciążenie, niska prędkość, czyste środowisko: co 3–6 miesięcy
Średnie obciążenie, średnia prędkość, ogólne środowisko przemysłowe: co 1–3 miesiące
Wysoka prędkość lub zanieczyszczone środowisko: comiesięczna kontrola, nasmarowanie w razie potrzeby

Monitoruj temperaturę obudowy nakrętki podczas pracy. Wzrost temperatury o więcej niż 10°C powyżej ustalonej wartości bazowej jest sygnałem do ponownego smarowania przed kolejnym zaplanowanym terminem.

Obrotowa nakrętka kulowa DLY: Przegląd produktu

Obrotowa nakrętka kulowa firmy DLY łączy nakrętkę kulową i łożysko oporowe skośne (kąt działania 45°) w jeden kompaktowy zespół. Zintegrowana konstrukcja umożliwia bezpośrednie przymocowanie nakrętki do obudowy łożyska za pomocą czterech śrub, co upraszcza montaż kompletnej osi obrotowej nakrętki.Kluczowe dane techniczne:

Kąt działania łożyska podporowego: 45° (wytrzymuje duże obciążenia osiowe w obu kierunkach)
Dostępne w standardowych średnicach śrub kulowych i kombinacjach ołowiu
Kompatybilny z wymiarami wałów serii SFU dla prostej konstrukcji osi
Złącze kołnierzowe obudowy do bezpośredniego montażu na wózku

W przypadku zamówień seryjnych lub specyfikacji niestandardowych – w tym konkretnych wymagań dotyczących skoku, średnicy lub obróbki końcowej – udostępnij parametry osi zespołowi inżynieryjnemu DLY w celu potwierdzenia specyfikacji i czasu realizacji.

📩E-mail:dlyexport2@dlybearing.com 💬WhatsApp:+86 166 0578 8856 🔗Poproś o wycenę →