Obróbka końcówek śrub kulowych: rodzaje, zalety i zastosowania

Obróbka końcówek śrub kulowych to precyzyjna obróbka stosowana do łączenia wału śruby kulowej z jej łożyskami, zespołami wsporczymi, elementami sprzęgającymi i blokującymi. Czasami opisuje się to jako proste obrócenie lub frezowanie dwóch końcówek wału, ale prawdziwe zadanie jest bardziej szczegółowe: przekształcenie układu podporowego maszyny w wykonalny zestaw odsadzeń wału, czopów łożysk, gwintów, rowków i elementów sprzęgających.

Śruba kulowa może mieć odpowiednią średnicę, skok i typ nakrętki, a mimo to nie będzie możliwa jej instalacja, jeśli jej końce wału nie będą pasować do wybranych wsporników. Z tego powodu obróbkę końcową należy potwierdzić wraz z rozmieszczeniem łożysk i rysunkiem montażowym,-a nie traktować jako samodzielnej operacji wykańczającej.

Obróbka końcówek śrub kulowych, zwana także obróbką końcówek śrub kulowych, usuwa materiał z wybranych obszarów na każdym końcu wału śruby, dzięki czemu można prawidłowo ustawić łożyska i elementy napędu.

Gotowa geometria może obejmować:

Czop łożyska pasujący do otworu łożyska
Odsadzenie wału, które osiowo ustala łożysko
Gwint zewnętrzny do nakrętki zabezpieczającej łożysko
Rowek pierścienia ustalającego-po stronie podpartej
Czop cylindryczny do sprzęgła silnika
Wpust lub płaska powierzchnia, jeśli wybrane sprzęgło tego wymaga
Fazowania, rowki podcięcia i elementy-prześwitu narzędzia

Szczegóły te nie zmieniają bezpośrednio dokładności skoku ani nośności nakrętki kulowej. Ich celem jest ustanowienie niezawodnego mechanicznego interfejsu pomiędzy wałem ślimakowym a otaczającym układem napędowym.

Ball screw end processing details for fixed and supported shaft ends

W typowym układzie-podpartym na stałe dwa końce śruby kulowej pełnią różne zadania. Nie należy zatem kopiować ich obrobionych kształtów z jednej strony na drugą.

Przedmiot	Naprawiono koniec	Obsługiwany koniec
Funkcja podstawowa	Ustala główne położenie osiowe śruby i wytrzymuje nacisk w zaprojektowanych kierunkach	Zapewnia wsparcie promieniowe i pomaga kontrolować ugięcie i wibracje wału
Typowe łożysko	Łożysko skośne-lub wstępnie zmontowany stały-zespół wspornika bocznego	Łożysko kulkowe zwykłe{{0}lub łożysko dostarczane w-zespole bocznym z podpórką
Wspólne cechy wału	Czop łożyska, ramię ustalające, gwint nakrętki zabezpieczającej i czop sprzęgła	Czop łożyska, występ lub element ustalający, fazowanie i podcięcie końcowe
Priorytet projektu	Położenie osiowe, utrzymanie napięcia wstępnego łożyska i ustawienie sprzęgła	Koncentryczne wsparcie bez niezamierzonego tworzenia drugiego sprzecznego osiowego odniesienia

Rodziny jednostek-obsługujących DLY, takie jak BK/BF, FK/FF i EK/EF, korzystają ze stałej-jednostki bocznej i odpowiadającej jej obsługiwanej-jednostki bocznej. Jednak sama nazwa modelu nie wystarczy do obróbki. Rysunek wału musi pasować do otworu łożyska, położenia osadzenia, gwintu, przeciwnakrętki, elementu ustalającego i dostępnej długości montażowej rzeczywistych zespołów wsporczych.

Więcej szczegółów na temat funkcji i doboru tych jednostek można znaleźć w artykuleczym jest wspornik końcówki śruby kulowej.

Czop łożyska to cylindryczna powierzchnia, na której montowane jest łożysko oporowe. Jego średnica, stan powierzchni i bicie wpływają na to, jak równomiernie obraca się łożysko wraz z wałem śrubowym. Nieprawidłowy czop może powodować nadmierne luzy, trudności w montażu lub niepożądane naprężenia łożyska.

Tolerancje czopów należy odczytać z rysunku-łożyska lub podpory. Nie należy przypisywać uniwersalnego pasowania do każdej śruby kulowej, ponieważ prawidłowe pasowanie zależy od rodzaju łożyska, kierunku obciążenia, prędkości obrotowej i sposobu montażu.

Odsadzenie zapewnia osiową powierzchnię osadzenia łożyska lub elementu dystansowego. Jego położenie steruje położeniem zmontowanego łożyska względem bieżni śruby kulowej, obudowy wsporczej i sprzęgła.

Występ musi zapewniać wystarczającą powierzchnię styku, pozostawiając odpowiedni luz narożny dla łożyska. Jeśli promień przejścia koliduje ze skosem łożyska, łożysko może sprawiać wrażenie zamontowanego, ale nie jest całkowicie osadzone na występie.

Po stronie stałej gwint zewnętrzny zwykle przyjmuje precyzyjną nakrętkę zabezpieczającą. Nakrętka zabezpieczająca utrzymuje pierścień wewnętrzny łożyska lub zespół łożysk na obrzeżu. Rozmiar gwintu, długość użyteczna i jego położenie względem czopa łożyska muszą odpowiadać wybranemu zespołowi wspornika.

W specjalnej konstrukcji można zastosować wewnętrzny otwór gwintowany, ale nie zastępuje on zewnętrznego gwintu nakrętki zabezpieczającej, który można znaleźć w wielu standardowych konfiguracjach-z bokami stałymi.

Niektóre obsługiwane-zespoły boczne utrzymują łożysko za pomocą pierścienia osadczego. W takim przypadku szerokość, średnica i położenie rowka muszą odpowiadać łożysku i pierścieniowi ustalającemu. Rowek powinien być zaprojektowany jako część kompletnego zespołu łożysk, a nie umieszczany wyłącznie na powierzchni czołowej.

Czop łączący łączy śrubę kulową z silnikiem lub skrzynią biegów. Jego średnica i długość zazębienia muszą być dopasowane do wybranej piasty sprzęgła. Koncentryczność pomiędzy tym czopem a czopem łożyska jest ważniejsza niż domyślne dodanie rowka wpustowego.

W przypadku sprzęgieł zaciskowych i śrubowych{{1} ustalających można stosować gładkie wały okrągłe, płaskie lub wpustowe, w zależności od konstrukcji sprzęgła i wymaganego momentu obrotowego. Dlatego rowek wpustowy, płaski D-lub zewnętrzny sześciokąt należy dodawać tylko wtedy, gdy wymaga tego element współpracujący.

Niezawodna obróbka końcowa zaczyna się od zmontowanych komponentów, a nie od listy operacji obróbczych. Projektant powinien najpierw umieścić obudowę wsporczą, łożysko, element dystansowy, uszczelkę, nakrętkę zabezpieczającą, sprzęgło i wał silnika w odpowiednich miejscach. Z tego stosu można następnie wyprowadzić wymagane cechy wału.

Ta metoda odpowiada na kilka pytań przed usunięciem materiału:

Gdzie łożysko boczne-osadzone na wale?
Ile gwintu potrzeba na nakrętkę zabezpieczającą?
Czy pomiędzy nakrętką zabezpieczającą a sprzęgłem jest wystarczający luz?
Jak daleko piasta sprzęgła wchodzi w kontakt z wałem?
Czy łożysko boczne-podparte ma właściwą metodę mocowania?
Czy uzyskana długość wału pozwala na zachowanie wymaganego skoku nakrętki i skoku użytkowego?

Zmiana szerokości łożyska, modelu-zespołu nośnego lub długości sprzęgła może zmienić kilka wymiarów wału. Ponowne wykorzystanie starego rysunku końcowego bez sprawdzania nowego zespołu jest zatem częstym źródłem problemów instalacyjnych.

Jakość obróbki końcowej nie może być oceniana jedynie na podstawie tego, czy wał pasuje do łożyska. Powierzchnie funkcjonalne muszą pozostać w jednej linii z osią obrotu śruby.

Do ważnych kontroli zwykle zalicza się:

Średnica i dopasowanie każdego czopa łożyska
Bicie pomiędzy czopami a punktem odniesienia obrotu śruby
Prostokątność osadzenia łożyska
Położenie występów, gwintów i rowków ustalających
Stan powierzchni gniazd łożysk i sprzęgła
Wymiary fazowania i podcięcia wymagane do montażu

Wartości te należy podać na zatwierdzonym rysunku wału, zgodnie z wybranymi łożyskami i wymaganiami eksploatacyjnymi. Stosowanie dowolnych tolerancji „wysokiej-precyzji” może zwiększyć trudności produkcyjne bez poprawiania złego układu podpór.

Wał śruby kulowej nie jest odpowiednikiem nieobrobionego pręta ogólnego-zastosowania. Gwintowana bieżnia musi być chroniona przed uderzeniami, odpryskami i uszkodzeniami spowodowanymi zaciskaniem, natomiast obszary końcowe muszą pozostać odpowiednie do wymaganych operacji toczenia, szlifowania, gwintowania lub frezowania.

Odpowiednia sekwencja procesu zależy od materiału śruby, metody produkcji bieżni,-warunków obróbki cieplnej i wymaganej dokładności wału. Podczas przetwarzania producent musi kontrolować odkształcenia i zachować związek między obrobionymi czopami a bieżnią śruby kulowej.

Otwory centrujące mogą być przydatne jako punkty odniesienia podczas obróbki lub kontroli, ale nie powinny być automatycznie opisywane jako cechy operacyjne. Ich przeznaczenie zależy od sposobu produkcji, podparcia i kontroli wału.

Zaobserwowany problem	Możliwy koniec-Przyczyna obróbki
Nie można zamontować łożyska	Średnica czopa, faza lub dostępna długość osadzenia nie odpowiadają łożysku
Łożysko nie opiera się o ramię	Promień występu lub podcięcie koliduje ze skosem łożyska
Przeciwnakrętka nie może prawidłowo utrzymać łożyska	Nieprawidłowy rozmiar gwintu, długość gwintu lub odległość-od-gwintu
Sprzęgło przebiega wyraźnie-pośrodku	Czop sprzęgła nie jest wystarczająco koncentryczny z czopem łożyska
Hałas i wibracje zwiększają się wraz z prędkością	Nadmierne bicie-końca wału, złe dopasowanie czopa lub nieprawidłowe ustawienie podpór
Skok użyteczny jest krótszy niż oczekiwano	Ogólne pozycje wału i kołnierza zostały określone bez sprawdzania całego układu zespołu

Nie każdy problem z wibracjami lub pozycjonowaniem wynika z obrobionych końcówek. Przed przypisaniem usterki śrubie kulowej należy również sprawdzić ustawienie-obudowy podpory, montaż sprzęgła, napięcie wstępne łożyska i sztywność- ramy maszyny.

Standaryzowane końcówki wałów są przydatne, gdy śruba kulowa jest połączona z pasującą rodziną-podpór. Upraszczają potwierdzanie rysunków, wymianę i montaż. oferty DLYzespoły wsporników śrub kulowychw przypadku powszechnie używanych, stałych-obsługiwanych ustaleń.

Niestandardowa obróbka może być konieczna, jeśli w maszynie zastosowano specjalną obudowę łożyska, bezpośrednie podłączenie silnika, ograniczoną przestrzeń montażową lub istniejący rysunek zamienny. W takich przypadkach niestandardowe wymiary powinny nadal opierać się na rzeczywistym zestawie łożysk i sprzęgła, a nie na ogólnym szkicu.

Przed rozpoczęciem produkcji rysunek wału powinien wyraźnie określać stronę stałą i stronę podpartą, całkowitą długość śruby, długość gwintowanej bieżni, skok użytkowy, wymiary gniazda-łożyska, położenie występów, specyfikacje gwintu, złącze sprzęgła oraz wszelkie wymagane rowki i spłaszczenia.

Prawidłowa obróbka końcówek śrub kulowych nie polega na dodaniu jak największej liczby elementów obrabianych. Chodzi o to, aby każdemu łożysku, przeciwnakrętce, sprzęgowi i elementowi ustalającemu nadać odpowiednią powierzchnię funkcjonalną, zachowując jednocześnie współosiowość z osią obrotu śruby.

Najbardziej niezawodnym przepływem pracy jest wybranieśruba kulowa, zdefiniuj układ stały i podparty, uzupełnij stos zespołu, a następnie zatwierdź rysunek-końca wału. Łączy to wymiary obróbki bezpośrednio z wymaganiami montażowymi i zmniejsza ryzyko powstania niezgodnych części podczas montażu końcowego.

← Powrót do bloga DLY