Guia d'acoblament de cargols de boles: tipus, selecció i com connectar un cargol de boles a un motor

Un cargol de boles només funciona amb la mateixa precisió que la connexió que l'impulsa. Entre l'eix del motor i l'eix del cargol de boles hi ha un component petit però crític: elacoblament de cargol de boles. Equivoqueu-vos i acabeu amb joc, soroll, vibració o un coixinet del motor danyat - encara que el cargol de boles sigui perfectament precís.

Aquesta guia explica què fa un acoblament de cargol de boles, el principaltipus d'acoblament de cargol de bolesutilitzat en màquines CNC i equips d'automatització, com seleccionar el correcteacoblament del motor de cargol de bolesper a la vostra aplicació i els passos pràctics per acoblar un cargol de boles a un motor sense introduir problemes d'alineació.

Què fa un acoblament de cargol de boles?

Un acoblament de cargol de boles és l'enllaç mecànic entre un eix de motor pas a pas o servo i un eix de cargol de boles. La seva feina és:

• Transmet el parell de rotaciódel motor al cargol de boles, que converteix aquesta rotació en moviment lineal
• Absorbeix petits desajustos- axial, radial i angular - entre l'eix del motor i l'eix del cargol perquè el cargol no s'enganxi ni es desgasti de manera desigual
• Amortigueu les vibracions i els xocs, protegint els coixinets del motor, el codificador i la caixa de canvis de les càrregues transmeses a través del cargol
• En alguns dissenys, proporcioneu un grau deflexibilitat torsionalque suavitza l'inici-stop motion en l'automatització d'alt-cicle

En resum, la connexió del cargol de boles d'acoblament és el que determina si el parell arriba realment on hauria de - netament, amb un joc mínim i sense tensar cap dels components.

Per què no podeu utilitzar només un acoblament rígid

En teoria, si un eix del motor i un eix de cargol de boles estiguessin perfectament alineats, n'hi hauria prou amb un acoblament rígid. A la pràctica, això gairebé mai no passa:

• Els suports de muntatge del motor tenen una pila de tolerància-amunt
• Els eixos de cargol de boles tenen la seva pròpia tolerància de rectitud
• L'expansió tèrmica canvia l'alineació durant el funcionament
• La vibració del bastidor de la màquina afegeix moviment dinàmic

Un acoblament rígid força tot aquest desajust directament sobre l'eix del motor i els coixinets - provocant un desgast prematur dels coixinets, errors del codificador, sorolls anormals i, en alguns casos, fatiga de l'eix del motor. És exactament per això que un acoblament de cargol de boles flexible, més que un de rígid, és l'opció estàndard per als sistemes d'accionament de cargols de boles.

Tipus d'acoblament de cargol de boles

No hi ha cap acoblament d'eix de cargol de boles "millor" -, l'elecció correcta depèn del parell, dels requisits de precisió i de la desalineació que necessiteu absorbir. Aquests són els quatre tipus més utilitzats per acoblar cargols de boles als motors.

1. Acoblament de mordassa corba (aranya) - Tipus de cargol i tipus de pinça

Un acoblament de mandíbula corba utilitza dos centres amb mandíbules corbes, separats per una inserció d'"aranya" d'elastòmer que transmet el parell mentre es flexiona lleugerament sota càrrega.

• Avantatges:Bona absorció de cops, aïllament elèctric entre el motor i el cargol i la inserció d'elastòmer es pot substituir sense treure el motor o el cargol
• Contres:Una mica més de joc i menor rigidesa torsional que un acoblament de manxa metàl·lica
• Millor per a:Aplicacions d'automatització general i de -precisió moderada on l'amortiment de vibracions és tan important com la precisió
• Opcions de muntatge:Disponible com a tipus de cargol de fixació (instal·lació més ràpida, menor cost) o tipus de pinça (adherència més forta, millor per a un parell més elevat o una inversió freqüent)

2. Acoblament de manxes metàl·liques (acoblament d'eix flexible tipus pinça)

Aquest tipus utilitza un tub de manxa de metall mecanitzat de precisió-entre dos nuclis d'estil de pinça-, en lloc d'una inserció flexible.

• Avantatges:Joc gairebé -, alta rigidesa torsional, excel·lent repetibilitat - aquest sol ser l'acoblament de motor de cargol de boles preferit per a CNC i altres sistemes de posicionament d'alta-precisió
• Contres:Menor tolerància a la desalineació que els acoblaments de mandíbula i, en general, un cost més elevat
• Millor per a:Màquines-eina CNC, equips de semiconductors i inspecció, i qualsevol aplicació on el joc afecti directament la precisió de posicionament

3. Acoblament de molla (molla metàl·lica d'una-peça, tipus de cargol)

Un acoblament de molla està mecanitzat a partir d'una sola peça de metall, de manera que no hi ha un elastòmer o un element de manxa separat que es desgasti amb el temps.

• Avantatges:Compacte, lleuger, maneja bé la desalineació moderada i no té cap material d'inserció que es degradi amb l'edat o la temperatura
• Contres:Menor capacitat de parell en comparació amb acoblaments de mandíbula o de manxa de la mateixa mida
• Millor per a:Cargols de boles de -diàmetre petit, impressores 3D, instruments de laboratori i automatització de-càrregues lleugeres on l'espai és limitat

4. Acoblament d'eix flexible tipus ranura

Aquest disseny afegeix una connexió clau/clau a la interfície de l'eix, en lloc de dependre exclusivament de la fricció d'un cargol.

• Avantatges:Resisteix el lliscament molt millor que la subjecció de cargol pur sota un parell elevat o una inversió de direcció freqüent - un avantatge significatiu per a qualsevol acoblament d'eix de cargol de boles exposat a cicles d'inici-aturada repetits
• Millor per a:Connexions de servomotors de parell més elevat-, cargols de bola-resistents i aplicacions amb càrregues inverses freqüents on només un cargol de fixació corre el risc d'afluixar-se amb el temps

Com seleccionar l'acoblament correcte del motor de cargol de boles

Un cop entengueu els tipus, la selecció es redueix a fer coincidir l'acoblament amb les condicions reals de la vostra unitat:

• Mida del forat als dos costats- el diàmetre de l'eix del motor i el diàmetre de l'eix del cargol de boles solen ser diferents, així que confirmeu que l'acoblament admet ambdós forats (de vegades com un disseny esglaonat o doble-)
• Parell nominal i màximEls - servomotors poden produir un parell màxim molt per sobre de la seva capacitat contínua; mida l'acoblament amb marge, no només per al parell d'estat estacionari-
• RPM màxim- comproveu la velocitat nominal de l'acoblament amb la velocitat de funcionament real del cargol de boles, especialment per a aplicacions de cargol de boles d'alta-velocitat
• Tolerància de desalineació- estimeu la vostra desalineació axial, radial i angular realista a partir de les toleràncies de muntatge i trieu un acoblament qualificat per absorbir-lo
• Requisit de rigidesa torsional / joc- si la precisió de posicionament és crítica, prioritzeu un acoblament de manxa metàl·lica sobre un acoblament de mordassa
• Entorn operatiu- la temperatura, la pols i l'exposició al refrigerant poden afectar les insercions d'elastòmer més que tots els-dissenys metàl·lics
• Mètode de fixacióEl cargol de fixació, la pinça o la ranura - afecten tant la facilitat d'instal·lació com la seguretat de la transmissió del parell sota càrrega.

Acoblament del cargol de boles a l'eix del motor: consells d'instal·lació

Fins i tot l'acoblament adequat tindrà un rendiment inferior si s'instal·la malament. En acoblar un cargol de boles a un eix del motor, seguiu aquesta seqüència:

1. Netegeu els dos eixosi comproveu la profunditat d'inserció especificada per a l'acoblament - no ho endevineu
2. Utilitzeu un indicador de marcatgeper comprovar la desalineació axial i radial abans d'apretar completament cada costat
3. Premeu els cargols de fixació o els cargols de fixació al parell especificat, seguint la seqüència d'ajustament correcta - sobre-apretar pot danyar una inserció d'aranya o deformar una manxa metàl·lica
4. Torneu a comprovar l'alineació després d'apretar, ja que la subjecció pot canviar lleugerament la posició de l'eix
5. Executeu una prova de rotació sense-càrregaabans d'aplicar la càrrega completa, escoltant el soroll o la resistència desigual

Problemes comuns d'acoblament de cargols de boles i com evitar-los

• Reacció que apareix amb el temps:normalment una inserció d'elastòmer desgastada en un acoblament de mandíbula - inspeccioneu i substituïu la inserció periòdicament en lloc de tot l'acoblament
• Afluixament de l'acoblament per vibració:comproveu primer el parell del cargol de la pinça; en entorns d'alta-vibració, un acoblament del tipus de pinça o de claveguera aguanta millor que un disseny-només de cargol
• Soroll de cop a l'inici-parada:sovint un signe que la desalineació supera la tolerància nominal de l'acoblament o que hi ha una inserció desgastada
• Sobreescalfament o fallada prematura:normalment vol dir que l'acoblament tenia una mida inferior al parell màxim - torneu a comprovar el vostre marge de parell amb la sortida màxima real del motor, no només el seu parell nominal

Pensaments finals

Escollir l'acoblament de cargol de boles adequat no és només una petita decisió del connector -, sinó que afecta directament la precisió de posicionament, el soroll i la vida útil tant del motor com del cargol de boles. Com a regla general: trieu un acoblament de manxa metàl·lica quan la precisió lliure de joc-és la prioritat, un acoblament de mordassa corba quan l'amortiment de vibracions és més important, un acoblament de molla per a eixos petits i lleugers-, i un acoblament tipus ranura sempre que el parell o les càrregues inverses siguin prou altes com per arriscar el lliscament del cargol.

DLY ofereix la gamma completa deacoblaments d'eix de cargol de boles- inclòsacoblaments de mordassa corba de cargol i pinça, Acoblaments de manxa metàl·lica tipus pinça DLK7, acoblaments de molla d'una-peça, iacoblaments flexibles d'eix tipus ranura- s'adapta a les mides de forat estàndard i personalitzades per a màquines CNC, equips d'embalatge i sistemes d'automatització.

← Tornar al bloc DLY