Śruba kulowa nie jest wykonana z jednego materiału. Jest to dopasowany zespół składający się z wału śrubowego, nakrętki kulowej, kulek stalowych, elementów recyrkulacji, uszczelek i smaru.
Każdy komponent ma inną funkcję. Bieżnie śrub i nakrętek muszą wytrzymywać powtarzające się naprężenia toczne, korpusy wału i nakrętki muszą zachować wystarczającą wytrzymałość i wytrzymałość, a stalowe kulki muszą zachować odpowiednią średnicę, okrągłość i stan powierzchni.
W przypadku standardowych śrub kulowych DLY powszechnie zalecaną kombinacją jest:Wał śrubowy S55C, ANakrętka kulkowa 20CrMoa powierzchnie robocze hartowane do okHRC 58–62.
Jakie materiały są stosowane w śrubie kulowej DLY?
| Część | Materiał standardowy DLY | Główne wymaganie | Co należy sprawdzić |
|---|---|---|---|
| Wał śrubowy | S55C | Utwardzona powierzchnia robocza w połączeniu z wystarczającą wytrzymałością i wytrzymałością wału | Twardość bieżni, prostość, bicie, dokładność prowadzenia i stan powierzchni |
| Nakrętka kulkowa | 20CrMo | Twarde bieżnie wewnętrzne, stabilna geometria i wystarczająca wytrzymałość korpusu | Stan bieżni, wymiary nakrętki, cyrkulacja, napięcie wstępne i luz osiowy |
| Toczące się kulki | Hartowane, precyzyjne kulki stalowe | Wysoka twardość, dokładna średnica, okrągłość i odporność na zmęczenie toczne | Gatunek kulki, grupa średnic, wady powierzchni i dopasowanie do bieżni |
| Elementy recyrkulacji | Stal lub polimer konstrukcyjny w zależności od konstrukcji nakrętki | Niezawodne prowadzenie piłki, odporność na uderzenia i stabilna cyrkulacja | Pęknięcia, luzy, odkształcenia, odgłosy uderzeniowe i zakłócenia cyrkulacji |
| Uszczelki i wycieraczki | Elastomer lub polimer konstrukcyjny | Zatrzymaj smar i zmniejsz ilość zanieczyszczeń przedostających się do nakrętki | Zużycie, uszczelnienie styku, kompatybilność chemiczna i odporność robocza |
Śruba kulowa to dopasowany zespół. Wał śrubowy, nakrętka, kulki stalowe, elementy cyrkulacyjne i uszczelki mają różne wymagania materiałowe.
Dlaczego DLY używa S55C do wału śrubowego
S55C to stal średniowęglowa, która zapewnia praktyczną równowagę pomiędzy wytrzymałością, obrabialnością, reakcją na obróbkę cieplną i kosztami produkcji.
Wał śruby kulowej musi spełniać dwa wymagania, które wydają się być sprzeczne:
- Bieżnia gwintu musi być wystarczająco twarda, aby wytrzymać powtarzający się kontakt toczny, zużycie i wgniecenia.
- Korpus wału musi zachować wystarczającą wytrzymałość, aby wytrzymać zginanie, siłę osiową, moment obrotowy i uszkodzenia podczas obsługi.
Obróbka cieplna pozwala powierzchni roboczej uzyskać wymaganą twardość, a cały wał nie musi zachowywać się jak równomiernie utwardzony i kruchy element.
| Charakterystyka S55C | Wpływ na śrubę kulową |
|---|---|
| Reaguje na utwardzanie powierzchni | Pozwala bieżni roboczej uzyskać większą odporność na zużycie i wgniecenia |
| Zachowuje twardszy rdzeń | Pomaga wałowi oprzeć się zginaniu, uderzeniom i naprężeniom wokół obrobionych końcówek wału |
| Odpowiednia obrabialność | Obsługuje produkcję gwintów i niestandardowe gniazda łożysk, gwinty i końcówki sprzęgła |
| Ograniczona naturalna odporność na korozję | Wymaga smarowania, ochrony antykorozyjnej, odpowiedniego przechowywania i uszczelnienia środowiskowego |
Dlaczego DLY używa 20CrMo do nakrętki kulowej
Nakrętka kulkowa zawiera wewnętrzne bieżnie nośne, kanały cyrkulacyjne, powierzchnie montażowe i stosunkowo cienkie sekcje konstrukcyjne. Jego materiał musi zapewniać twarde powierzchnie robocze, zachowując jednocześnie wystarczającą wytrzymałość i wytrzymałość korpusu.
W standardowych nakrętkach kulkowych DLY powszechnie stosuje się stal stopową 20CrMo. Ostateczna wydajność zależy nie tylko od nazwy materiału, ale także od procesu obróbki cieplnej, twardości bieżni, stabilności wymiarowej i dokładności rowka.
Prawidłowo wykonana nakrętka kulkowa powinna zapewniać:
- Hartowane wewnętrzne bieżnie robocze
- Wystarczająco mocny i wytrzymały korpus orzecha
- Stabilny kołnierz i wymiary montażowe
- Spójna geometria pomiędzy obciążonymi obwodami
- Niezawodny obieg kulek przez całą nakrętkę
Sam gatunek materiału nie może potwierdzić nośności dynamicznej, nośności statycznej ani sztywności nakrętki. Wartości te zależą również od średnicy kulki, geometrii styku, liczby obciążonych obwodów i efektywnej długości nośnej.
Co oznacza HRC 58–62?
Standardowe śruby kulowe SFU firmy DLY określają twardość powierzchni roboczej na poziomie około 58–62 HRC.
Ten zakres twardości pomaga bieżniom wytrzymać:
- Zużycie toczne
- Wgłębienie pod skoncentrowanym obciążeniem stykowym
- Utrata geometrii rowka
- Przedwczesny wzrost luzu osiowego
- Zmęczenie powierzchni pod wpływem powtarzającej się pracy
Ponieważ w specyfikacji mowa jest o twardości powierzchni, nie należy jej interpretować w ten sposób, że cały przekrój śruby ma tę samą twardość.
| Przedmiot do obróbki cieplnej | Jeśli niewystarczające | Dlaczego kontrola jest konieczna |
|---|---|---|
| Twardość powierzchni | Zużycie bieżni i wgniecenia mogą pojawić się wcześniej | Nadmierna twardość lub zła obróbka mogą zwiększyć kruchość lub zniekształcenia |
| Efektywna warstwa utwardzająca | Bardziej miękki materiał nośny może odkształcić się poniżej powierzchni styku | Wymagana głębokość zależy od wielkości elementu, obciążenia i projektu obróbki cieplnej |
| Jednorodność twardości | Lokalne miękkie strefy mogą stać się punktami wczesnego zużycia | Pojedynczy pomiar twardości nie jest w stanie potwierdzić stanu całej długiej śruby |
| Stabilność wymiarowa | Prostoliniowość wału lub geometria nakrętki mogą ulec zmianie | Po obróbce cieplnej musi nastąpić odpowiednie wykończenie i kontrola |
Jakość stalowej kuli jest częścią systemu materiałowego
Obciążenie przenoszone jest przez stalowe kulki pomiędzy bieżniami śruby i nakrętki. Ich rozmiar i stan powierzchni bezpośrednio wpływają na rozkład obciążenia, moment obrotowy, hałas, sztywność i napięcie wstępne.
Kulki powinny zapewniać:
- Dokładna średnica i okrągłość
- Wysoka i stała twardość
- Niska chropowatość powierzchni
- Brak widocznych wżerów, rys i pęknięć
- Prawidłowe grupowanie średnic dla wymaganego luzu lub napięcia wstępnego
Publicznie notowana specyfikacja standardowa firmy DLY nie określa jednego uniwersalnego gatunku kulek stalowych dla każdej serii śrub kulowych. W przypadku kluczowych projektów należy przed złożeniem zamówienia potwierdzić specyfikację piłki i wymagania dotyczące akceptacji.
Materiał nie determinuje dokładności śruby kulowej
Dokładność materiału i ołowiu opisuje różne cechy produktu.
Dwie śruby kulowe mogą wykorzystywać wały S55C i nakrętki 20CrMo, ale mają różną dokładność, luz, sztywność i parametry pracy, ponieważ ich procesy produkcyjne i dopasowywanie są różne.
| Parametr | Na co głównie wpływa | Czego nie dowodzi |
|---|---|---|
| Materiał wału i nakrętki | Wytrzymałość, wytrzymałość, hartowność i reakcja produkcyjna | Dokładność odprowadzenia C3, C5, C7 lub C10 |
| Twardość powierzchni | Odporność na zużycie i wgniecenia stykowe | Błąd przewodu, prostość lub napięcie wstępne |
| Proces walcowany lub szlifowany | Geometria gwintu, dokładność skoku, wykończenie, koszt i czas dostawy | Nośność bez uwzględnienia geometrii kulki i nakrętki |
| Geometria kulowa i rowkowa | Wzór styku, rozkład obciążenia, sztywność i obciążenie znamionowe | Odporność na korozję lub prostość wału |
| Wstępnie załaduj | Luz osiowy, zachowanie zwrotne, sztywność i moment obrotowy | Wyższa twardość materiału lub automatycznie wyższa zawartość Coa |
W walcowanych i szlifowanych śrubach kulowych można stosować podobne materiały
Walcowane i szlifowane śruby kulowe wyróżniają się przede wszystkim procesami wytwarzania gwintów i wykańczania, a nie prostym podziałem na stal niskiej i wysokiej jakości.
| Porównanie | Walcowana śruba kulowa | Śruba kulowa uziemiona |
|---|---|---|
| Produkcja nici | Rowek powstaje poprzez kontrolowane odkształcenie materiału | Rowek wykańcza się poprzez precyzyjne szlifowanie |
| Wspólny kierunek dokładności DLY | C7 i C10 do zastosowań ogólnych w automatyce i CNC | C5 i wybrane wymagania dotyczące wyższej dokładności |
| Charakterystyka produkcji | Wydajna produkcja, krótszy czas realizacji i niższe koszty | Ściślejsza kontrola procesu i inspekcji przy wyższych kosztach produkcji |
| Czy sam materiał może zidentyfikować typ? | NIE | NIE |
Dlatego też tę samą podstawową kombinację materiałów można stosować w produktach o różnych stopniach dokładności. Różnica polega na produkcji gwintów, kontroli obróbki cieplnej, wykończeniu, pomiarach i dopasowaniu montażowym.
Czy 52100, GCr15 lub SUJ2 są lepsze dla wału?
Wysokowęglowe chromowe stale łożyskowe, takie jak 52100, GCr15 i SUJ2, są powszechnie kojarzone z pierścieniami łożyskowymi, elementami tocznymi i wybranymi precyzyjnymi elementami ruchu.
Ich wysoka twardość i właściwości toczne nie oznaczają, że są one automatycznie najlepszym materiałem na wał dla każdej śruby kulowej.
Decyzja dotycząca materiału wału musi również uwzględniać:
- Metoda produkcji walcowana lub mielona
- Średnica śruby i długość całkowita
- Prostoliniowość po obróbce cieplnej
- Wymagania dotyczące obróbki końcówek wałów
- Wymagane obciążenie, prędkość i żywotność
- Koszt produkcji i dostępność materiałów
W przypadku standardowych produktów DLY SFU opublikowanym materiałem wału jest S55C. Inny gatunek stali należy traktować jako odrębną, niestandardową specyfikację, a nie zakładać, że pochodzi z katalogu innego producenta.
Czy można stosować stal nierdzewną 304 lub 316?
Stal nierdzewna może poprawić odporność na korozję, ale sama odporność na korozję nie czyni materiału odpowiedniego na bieżnię śruby kulowej o dużym obciążeniu.
Zwykłych stali nierdzewnych 304 i 316 nie należy traktować jako bezpośredniego zamiennika hartowanej bieżni śruby S55C lub bieżni nakrętki 20CrMo.
Odporną na korozję śrubę kulową należy oceniać jako kompletny system:
- Osiągalna twardość bieżni
- Nośność dynamiczna i statyczna
- Materiały na kulki stalowe i nakrętki
- Opcja powlekania lub obróbki powierzchni
- Kompatybilność uszczelnień i elementów powrotnych
- Kompatybilność smarów
- Narażenie na wodę, sól, chłodziwo lub środki czyszczące
Dlaczego tytan i mosiądz nie są standardowym wyborem
Wały śrubowe z tytanu
Tytan ma przydatny stosunek wytrzymałości do masy, ale bieżnia śruby kulowej wymaga również dużej twardości kontaktowej, odporności na zużycie, stabilnej obróbki cieplnej i dokładnej obróbki gwintów.
Specjalistyczne lekkie mechanizmy mogą wykorzystywać nietypowe materiały lub powłoki, ale tytanu nie należy przedstawiać jako rutynowej alternatywy dla standardowego wału S55C firmy DLY.
Mosiężne nakrętki kulkowe
Mosiądz i brąz są powszechnie kojarzone z przesuwnymi nakrętkami śrub pociągowych. W tych systemach gwint śruby ślizga się bezpośrednio po materiale nakrętki.
Nakrętka kulkowa z obiegiem działa inaczej. Jego obciążenie przenoszone jest poprzez hartowane kulki pomiędzy hartowanymi bieżniami śruby i nakrętki. Dlatego też standardowe nakrętki DLY SFS, SFU, DFU i powiązane nakrętki kulowe wykorzystują konstrukcje ze stali hartowanej, a nie mosiężne bieżnie.
| Typ nakrętki | Metoda kontaktu | Typowy kierunek materiału |
|---|---|---|
| Przesuwna nakrętka śruby pociągowej | Bezpośredni kontakt ślizgowy pomiędzy gwintem śruby i nakrętki | Brąz, mosiądz, polimer konstrukcyjny lub inny materiał ślizgowy |
| Nakrętka kulkowa z obiegiem | Kontakt toczny poprzez kulki pomiędzy bieżniami śruby i nakrętki | Korpus nakrętki ze stali poddanej obróbce cieplnej z hartowanymi bieżniami roboczymi |
Jak materiał wpływa na działanie śruby kulowej
| Element wydajności | Wpływ materialny | Inne ważne czynniki |
|---|---|---|
| Odporność na zużycie | Skład stali i twardość bieżni wpływają na odporność na zużycie powierzchniowe | Smarowanie, zanieczyszczenia, napięcie wstępne i wykończenie powierzchni |
| Nośność | Obróbka materiałowa i cieplna muszą wytrzymywać powtarzające się naprężenia kontaktowe | Średnica kulki, geometria rowka, kąt zwilżania i obwody obciążone |
| Zmęczone życie | Czystość materiału i obróbka cieplna wpływają na odporność zmęczeniową toczenia | Rzeczywiste obciążenie osiowe, wstrząsy, wyrównanie i smarowanie |
| Dokładność ołowiu | Stabilność wymiarowa wspiera dokładną produkcję | Proces walcowania lub szlifowania, pomiar i kompensacja |
| Odporność na korozję | Standardowe S55C i 20CrMo wymagają ochrony środowiska | Powłoka, smar, osłony, uszczelki, przechowywanie i konserwacja |
| Prostość wału | Materiał i reakcja na obróbkę cieplną wpływają na zniekształcenia | Kontrola produkcji, obsługa, przechowywanie i transport |
Jak sprawdzić jakość materiału śruby kulowej
Wypolerowany wygląd nie może potwierdzić gatunku stali, obróbki cieplnej ani stanu utwardzonej bieżni. Jakość materiału należy weryfikować łącznie z wydajnością gotowego produktu.
1. Potwierdź pisemną specyfikację
W ofercie lub rysunku technicznym należy podać:
- Materiał wału śrubowego
- Materiał z nakrętką kulkową
- Zakres twardości powierzchni roboczej
- Metoda produkcji walcowana lub mielona
- Stopień dokładności
- Wymagane napięcie wstępne lub luz osiowy
- Specjalna powłoka lub wymagania dotyczące ochrony przed korozją
2. Przejrzyj dokumentację materiałową
W przypadku zamówień krytycznych przed rozpoczęciem produkcji należy zażądać uzgodnionej dokumentacji materiałowej i kontrolnej. Certyfikat surowca pomaga określić gatunek stali, ale nie potwierdza jakości gotowej bieżni.
3. Sprawdź twardość bieżni
Twardość należy mierzyć przy użyciu odpowiedniej metody i pozycji testowej. Pomiar nieutwardzonego, obrobionego końca wału nie potwierdza twardości nośnej bieżni gwintu.
4. Sprawdź prostość i bicie
Obróbka cieplna, obróbka skrawaniem, przechowywanie i transport mogą mieć wpływ na prostość wału. Śruba może mieć odpowiednią stal i twardość, ale w przypadku wygięcia nadal będzie wytwarzać wibracje i nierówny moment obrotowy.
5. Przetestuj nakrętkę pod kątem użytecznego skoku
Obróć lub przesuń nakrętkę na użyteczną długość śruby i poszukaj:
- Lokalne ciasne miejsca
- Nagłe luźne sekcje
- Kliknięcie lub zgrzytanie
- Nierówny moment obrotowy
- Zakłócenia w systemie powrotnym
- Widoczna rdza lub uszkodzenie bieżni
WidziećJak sprawdzić jakość nakrętki śruby kulowejdla dodatkowych metod kontroli.
Wybór materiału do różnych zastosowań
| Aplikacja | Kierunek materialny | Dodatkowe kontrole |
|---|---|---|
| Ogólne CNC i automatyzacja | Zwykle odpowiedni jest standardowy wał S55C i nakrętka 20CrMo | Średnica, skok, dokładność, obciążenie, prędkość, smarowanie i układ podpór |
| Wysoka dokładność pozycjonowania | Materiał może pozostać podobny; produkcja i kontrola stają się coraz ważniejsze | Dokładność C3 lub C5, błąd przewodu, bicie, napięcie wstępne i temperatura |
| Duże obciążenie osiowe | Przed zmianą gatunku stali wybierz konstrukcję o większej lub większej nośności | Ca, Coa, sztywność, wyboczenie, łożyska oporowe i wymagana trwałość |
| Środowisko mokre lub korozyjne | Stal standardowa wymaga zabezpieczenia; specjalne materiały lub powłoki wymagają potwierdzenia | Rodzaj cieczy, stężenie, temperatura, zgodność z czyszczeniem i smarem |
| Sprzęt wysokotemperaturowy | Należy sprawdzić przydatność materiału dla całej nakrętki i układu smarowania | Smar, uszczelki, rozszerzalność cieplna, napięcie wstępne i stabilność twardości |
| Sprzęt spożywczy, medyczny lub do pomieszczeń czystych | Materiały standardowe nie powinny być automatycznie traktowane jako zgodne | Zatwierdzenie smaru, wytwarzanie cząstek, metoda czyszczenia i wymagania prawne |
Powszechne nieporozumienia
| Nieporozumienie | Prawidłowe wyjaśnienie |
|---|---|
| Błyszcząca śruba musi być ze stali nierdzewnej | Hartowana stal węglowa może mieć również polerowaną powierzchnię. Potwierdź pisemną specyfikację materiału. |
| Najtwardsza stal zawsze zapewnia najdłuższą żywotność | Twardość musi być połączona z odpowiednią głębokością, wytrzymałością, geometrią, smarowaniem i czystością. |
| Stal nierdzewna jest automatycznie lepsza niż S55C | Stal nierdzewna może poprawić odporność na korozję, ale może wiązać się z różną twardością, obciążeniem, kosztem i dostępnością. |
| Śruba uziemiająca musi być wykonana z innej stali | Wkręty walcowane i szlifowane mogą wykorzystywać podobne materiały. Różnią się one kontrolą produkcji i dokładności. |
| Wyższa twardość oznacza większą dokładność pozycjonowania | Twardość wpływa na trwałość styku. Dokładność ołowiu zależy od obróbki gwintu i kontroli. |
| Mosiądz jest standardowym materiałem na nakrętki kulkowe | Mosiądz jest bardziej typowy dla przesuwnych nakrętek śrub pociągowych. Nakrętki kulkowe z recyrkulacją wykorzystują utwardzane bieżnie. |
| Właściwy materiał potwierdza opublikowaną nośność | Nośności zależą również od geometrii rowka, średnicy kulki, kąta zwilżania i liczby obwodów. |
Informacje, które należy uwzględnić w zapytaniu dotyczącym materiałów
Zamawiając śrubę kulową standardową lub wykonaną ze specjalnego materiału, należy podać następujące informacje:
- Seria śrub kulowych lub istniejący model
- Średnica nominalna i ołów
- Długość całkowita i efektywny skok
- Wymagania walcowane lub szlifowane
- Stopień dokładności
- Maksymalne obciążenie osiowe
- Prędkość i przyspieszenie
- Wymagane napięcie wstępne lub dopuszczalny luz osiowy
- Układ wspornika śrubowego
- Temperatura robocza
- Narażenie na kurz, chłodziwo, wodę lub substancje chemiczne
- Wymagane atesty lub zapisy twardości
- Specjalna powłoka lub wymagania dotyczące ochrony przed korozją
- Rysunek obróbki końca wału i wielkość zamówienia
ZobaczSpecyfikacje śrub kulowych DLY SFUdla standardowego materiału wału, materiału nakrętki, twardości, wymiarów i dostępnych opcji dokładności.
Często zadawane pytania
Jakiego materiału używa DLY na standardowe wały śrub kulowych?
W standardowych wałach śrub kulowych SFU firmy DLY powszechnie stosuje się S55C. Projekty specjalne powinny potwierdzić materiał osobno w ofercie lub na rysunku.
Jakiego materiału DLY używa do produkcji nakrętek kulkowych?
W standardowych nakrętkach kulkowych DLY powszechnie stosuje się stal stopową 20CrMo z hartowanymi bieżniami roboczymi.
Jaka jest standardowa twardość bieżni?
Standardowe produkty DLY SFU określają twardość powierzchni roboczej na poziomie około 58–62 HRC.
Czy S55C jest ze stali nierdzewnej?
Nr S55C jest stalą średniowęglową i wymaga odpowiedniego smarowania, zabezpieczenia antykorozyjnego i uszczelnienia środowiskowego.
Czy śruba kulowa C5 wykorzystuje lepszy materiał niż śruba C7?
Nie koniecznie. C5 i C7 opisują dokładność pomiaru ołowiu. Podstawowe materiały mogą być podobne, natomiast procesy produkcji, wykańczania, kontroli i dopasowywania nici są różne.
Czy można określić stal nierdzewną 304 lub 316?
Można rozważyć specjalną konstrukcję odporną na korozję, ale nie należy zakładać, że 304 lub 316 zapewnią taką samą twardość bieżni, nośność i trwałość jak standardowa konstrukcja ze stali hartowanej.
Czy certyfikat materiałowy potwierdza jakość śruby kulowej?
Nie. Pomaga określić klasę surowca, ale jakość końcowa wymaga również kontroli twardości, prostoliniowości, wymiarów, dokładności, napięcia wstępnego i stanu roboczego.
Skontaktuj się z DLY
Wyślij DLY model śruby kulowej, średnicę, skok, długość, dokładność, obciążenie, prędkość, środowisko pracy i rysunek końcówki wału. Przed wyceną i zatwierdzeniem próbki należy podać certyfikat materiału, zapis twardości, ochronę przed korozją lub wymagania dotyczące materiałów specjalnych.
E-mail: dlyexport2@dlybearing.com|WhatsApp: +86 16605788856
