Po šesti týdnech dvousměnné výroby se ozval výrobce portálového routeru, který používá 1,2 m dlouhý, 40 mm kuličkový šroub při 2 500 otáčkách za minutu. Vůle na ose X se posunula z 0,008 mm na 0,035 mm a pouzdro ložiska na tlačném konci probíhalo asi 8 stupňů C nad rámem stroje. Nic se nezlomilo. Ocel se roztahuje zhruba o 0,0115 mm na metr na stupeň C, takže šroub mezi chladným pondělním ránem a teplým pátečním odpolednem rostl asi o 0,1 mm, a protože oba konce byly upnuty axiálně umístěnými ložisky, musel být veškerý tento růst někde absorbován.
Poučení je stejné, jaké se objevuje ve většině dotazů na ložiska s kuličkovými šrouby: ložisko je poslední rozhodnutí, nikoli první. Rozhodněte, jak bude šroub umístěn axiálně, jaké předpětí potřebuje přítlačný pár a jak bude volný konec plavat. Poté zvolte čísla dílů.
Co každý konec šroubu vlastně musí dělat
Krátká odpověď: jeden konec fixuje šroub axiálně a nese tlak, druhý konec jej podpírá radiálně a umožňuje jeho pohyb. Sada podpůrných ložisek nejsou dvě identická ložiska vybraná pro pohodlí, je to dvojice součástí s různými funkcemi a také vzory poruch jsou různé.
Pevné a plovoucí koncové úkoly na typické ose kuličkového šroubu s příznaky nesprávné volby. | Pozice | Primární povinnost | Typická volba ložiska | Co se pokazí, pokud se neshoduje |
| Pevný (tahový) konec | Lokalizuje šroub axiálně, nese řezný a akcelerační tah, nastavuje předpětí | Odpovídající pár úhlových kontaktů, zády k sobě nebo dvouřadá jednotka úhlového kontaktu | Axiální vůle, která roste se zatížením, horká pouzdra, tření na osazení hřídele |
| Plovoucí (podpěrný) konec | Přenáší pouze radiální zatížení, umožňuje tepelnou expanzi a kontrakci | Kuličkové ložisko s hlubokou drážkou s vnějším kroužkem, který lze volně zasunout do pouzdra | Vyklenutý šroub, brinelované dráhy, tahový pár přetížený, když se šroub zahřívá |
| Konec motoru nebo převodovky | Přenáší točivý moment, absorbuje nesouosost spojky | Radiální ložisko dimenzované pouze pro vlastní zatížení | Síly spojky tlačené do nosných ložisek, vibrace při rychlosti |
Rychlá kontrola zdravého rozumu pro jakýkoli nový design: změřte vzdálenost mezi dvěma sedadly ložisek v milimetrech, vydělte 1000, vynásobte očekávaným nárůstem teploty ve stupních C a vynásobte 11,5. Výsledkem v mikronech je axiální dráha, kterou musí být plovoucí konec schopen absorbovat. Na 2m šroubu s 5stupňovým stoupáním, což je již kolem 115 mikronů, což je mnohem více, než dokáže spolknout jakékoli předpětí.
Výběr páru s pevným koncem
Tři uspořádání pokrývají většinu obráběcích strojů a automatizačních prací a volba obvykle závisí na rychlosti, tuhosti a na tom, kolik axiálního prostoru může skříň ušetřit.
- Dvojice úhlového kontaktu Back-to-back (DB): nejširší rozložení zatížení mezi dvěma kontaktními body, dobrá odolnost vůči ohybovým momentům a standardní volba pro přítlačné konce šroubů.
- Pár tváří v tvář (DF): toleruje trochu větší nesouosost, ale má užší rozložení zatížení, takže se více ohýbá při momentovém zatížení.
- Tandemový (DT) pár: obě ložiska sdílejí tah v jednom směru, používají se pouze tehdy, když je tah těžký a jednosměrný a druhý pár uzavírá smyčku jinde.
Nosná ložiska s kuličkovými šrouby jsou běžně vyráběna se stykovým úhlem 60 stupňů, protože prioritou je spíše axiální tuhost než radiální kapacita. Univerzálně spárované páry jsou dodávány s definovaným předpětím již zabroušeným, takže pár musí být namontován jako sada a nikdy nesmí být smíchán s jiným párem z jiné krabice. Pokud konstrukce vyžaduje jedinou kompaktní jednotku místo dvou samostatných kroužků, dvouřadé ložisko s kosoúhlým stykem provádí stejnou polohovací práci v jednom sedle pouzdra a přebírá kombinované radiální a axiální zatížení; náš
Dvouřadá kuličková ložiska s kosoúhlým stykem řady 52 a 53 Kompaktní alternativa s jedním pouzdrem pro kombinované radiální a axiální umístění s možností těsnění a mazání pro použití u obráběcích strojů, větrných elektráren, nábojů a čerpadel. Zobrazit produkt → stránka uvádí velikosti řad 52 a 53 používaných v této roli. Kompromisem je, že předpětí je fixní při výrobě, takže axiální tuhost nelze doladit dodatečně.
Předběžné načtení: tam, kde většina problémů s ložiskem začíná
Předpětí odstraňuje vnitřní vůli a činí polohu šroubu opakovatelnou, ale jedná se o úzké okno. Jako pracovní výchozí bod je lehké předpětí přibližně 1 až 2 procenta dynamického zatížení páru a střední předpětí přibližně 3 procenta; cokoli nad to obvykle zvyšuje provozní teplotu rychleji než tuhost. Praktický test je jednoduchý: po 30 minutách záběhu by se teplota pouzdra měla stabilizovat, ne stále stoupat, a axiální vůle měřená úchylkoměrem na konci šroubu by měla ukazovat nulu s opakovatelným návratem do polohy.
Dominují dvě chyby. Nejprve pomocí pojistné matice přidejte předpětí, které by mělo být vybroušeno do páru, což rozdrtí vnitřní kroužky a vytvoří ložisko, které je za studena tuhé a za tepla zadře. Za druhé, použití velkého předpětí na šroub, který nemá žádný plovoucí konec, což změní tepelný růst na tahové zatížení několika stovek newtonů. Zdůvodnění tolerančních pásem a hodnot točivého momentu je podrobněji uvedeno v naší poznámce k výběr předpětí pro ložiska řady 52 a 53 a stejná logika platí pro spárované páry úhlových kontaktů.
Plovoucí konec si zaslouží skutečné ložisko
S plovoucím koncem se často zachází jako s dodatečným nápadem a odtud pocházejí tiché poruchy. Musí nést radiální zatížení šroubu plus hmotnost matice a vozíku, udržovat šroub soustředný s tlačným koncem a stále klouzat axiálně, aniž by se poškodil jeho sedlo. Obvyklou odpovědí je kuličkové ložisko s kluzným uložením na hřídeli a kluzným uložením ve skříni, přičemž vnější kroužek se může volně pohybovat o 0,3 až 0,5 mm v každém směru a nic jej nesvírá v otvoru.
Dva detaily jsou důležitější než stránka katalogu. Vrtání pouzdra musí být dostatečně kulaté a hladké, aby vnější kroužek spíše klouzal, než by se nakláněl, a ložisko nesmí být předepjatého typu, protože jakékoli axiální omezení na tomto konci zmaří celé uspořádání. Standardní
Kuličková ložiska s hlubokou drážkou v řadě 42 a 43 Pro nepředepnutá polohovací sedla tato kategorie zahrnuje kuličková ložiska řady 42 a 43 se standardními velikostmi a možnostmi vůle pro teplá pouzdra. Zobrazit produkt → velikosti pokrývají většinu opěrných sedel a vůle C3 je často rozumnou volbou tam, kde se pouzdro zahřívá rychleji než hřídel.
Když je dílna prašná nebo mokrá
Kryty strojů nejsou čisté prostory. Litinový prach, mlha chladicí kapaliny a oplachová voda, to vše si najde cestu do podpůrného pouzdra a otevřené ložisko, které přežije na zkušební stolici, může selhat během sezóny v dílně. Utěsněné a stíněné varianty stejných rodin ložisek většinu z toho řeší bez změny obálky pouzdra a kontaktní těsnění 2RS je lepší volbou než štít ZZ všude tam, kde je přítomna chladicí kapalina, protože štít pouze odvádí nečistoty, než aby je utěsnil. naše
Dvouřadá ložiska s kosoúhlým stykem řady 32 a 33 Utěsněné nebo stíněné dvouřadé jednotky pro znečištěná nosná pouzdra, kombinující radiální a axiální nosnost s 30° kontaktním úhlem a kompaktním umístěním. Zobrazit produkt → řada se používá tam, kde musí kompaktní polohovací jednotka odolat i špinavým podmínkám Řada 30 a 38 s uzávěry 2RS nebo ZZ poskytují stejnou funkci axiálního umístění v užší šířce pro těsná pouzdra.
Montážní sekvence, která zabraňuje předčasnému selhání
Většina stížností na podporu, které se dostanou k výrobci, jsou spíše problémy s montáží než problémy s výrobou. Níže uvedená sekvence je ta, kterou doporučujeme pro spárovaný pár na konci tahu.
- Vyčistěte sedlo hřídele, vrtání pouzdra a plochy distanční vložky, poté zkontrolujte házení ramen pomocí číselníkového úchylkoměru; Celkem 0,002 až 0,005 mm je rozumným cílem pro přesnou osu.
- Zkontrolujte rovnoběžnost distanční vložky na povrchové desce. Rozpěrka, která je 0,01 mm mimo rovnoběžnost, nakloní vnější kroužek a tiše přidá několik stovek newtonů nerovnoměrného předpětí.
- Nasaďte pár v označeném pořadí a udržujte odpovídající značky zarovnané přesně podle dodávky; obrácením jednoho kroužku se změní předpětí a čára zatížení.
- Závit pojistné matice před utažením lehce naolejujte, aby se aplikovaný krouticí moment místo tření u suchých závitů změnil na svěrnou sílu, poté dotáhněte ve dvou nebo třech krocích na specifikovanou hodnotu.
- Změřte axiální pohyb pomocí úchylkoměru proti konci šroubu za současného zatlačení a tažení rukou, poté opakujte s pákou při mírném zatížení, abyste se ujistili, že naměřená hodnota neroste.
- Zaběhněte se zvyšující se rychlostí a sledujte teplotu krytu; stabilní odečet po 30 až 60 minutách je kritériem vyhovění, pokračující stoupání nikoli.
Body k potvrzení před prvním řezem
- Pouze jeden konec je umístěn axiálně. Dva umístěné konce jsou jedinou nejčastější příčinou předčasného selhání axiálního ložiska.
- Předpětí odpovídá zatížení: lehké pro vysokou rychlost a dlouhou životnost, střední pro těžké řezání a tuhost, nikdy „tak těsné, jak to jde“.
- Množství mazání je měřeno, nikoli odhadováno. Přemazání malého nosného ložiska se chvěje a přehřívá stejně rychle jako žádné mazivo.
- Vyrovnání spojky se kontroluje po upnutí ložisek, ne dříve.
Krátký kontrolní seznam pro nákup
Když je specifikováno nosné ložisko, dotaz potřebuje více než vrtání a vnější průměr. Kupující, kteří dodají následující, získají použitelnou cenovou nabídku poprvé:
Informace, která mění ložisko nabízené pro polohu podpěry kuličkového šroubu. | Položka | Proč mění díl |
| Axiální tah s bezpečnostním faktorem | Nastavuje, zda je adekvátní spárovaný pár nebo jedna dvouřadá jednotka |
| Požadovaná axiální tuhost | Rozhoduje třídu předpětí a kontaktní úhel |
| Maximální rychlost a pracovní cyklus | Typ klece pohonu, výběr mazání a těsnění |
| Třída přesnosti a mez házivosti | Odděluje standardní přesný pár od sady třídy P4 |
| Životní prostředí | Otevřené, stíněné nebo utěsněné; druh maziva a množství náplně |
| Rozměry bydlení | Vylučuje uspořádání, která se fyzicky nevejdou na sedadlo |
Požádejte o dodání páru jako sladěnou sadu s předpětím vyznačeným na obalu a uschovejte tuto sadu pohromadě při příjmu zboží, skladech a montáži. Smíšené páry jsou nejtišším způsobem, jak ztratit tuhost, za kterou se zaplatilo.
Opěrná ložiska na kuličkovém šroubu jsou malou součástí stroje a velkou částí jeho opakovatelnosti. Správné uspořádání, jeden konec umístěný a jeden volný, dejte tahovému páru předpětí, se kterým může žít, a udržujte plovoucí konec skutečně volný. Ložiska samotná jsou zřídka slabým článkem; rozhodnutí kolem nich obvykle jsou.
