Fattori chiave per le applicazioni con viti a ricircolo di sfere

Precisione, accuratezza, orientamento, velocità, accelerazione, cicli di lavoro, corse e capacità di carico.

Perché le viti a ricircolo di sfere?

Negli ultimi anni, l'esigenza di viti a ricircolo di sfere mini è diventata più evidente grazie alle conversazioni con i nostri clienti e al feedback del mercato. In particolare, la domanda crescente è quella di viti a ricircolo di sfere di alta qualità prodotte negli Stati Uniti e disponibili a magazzino. In risposta, FUYU Linear ha risposto a questa richiesta con una linea di viti a ricircolo di sfere da sei, otto e dieci millimetri di diametro.

FUYU Linear si rivolge alle applicazioni nei settori medico, dell'automazione di laboratorio e dei semiconduttori. Questi sono alcuni dei settori che riteniamo saranno caldi, con molti dei robot che facilitano l'automazione che richiedono viti a ricircolo di sfere miniaturizzate.

Precisione e accuratezza delle viti a ricircolo di sfere

All'interno del settore, quando si parla di accuratezza e precisione, può esserci una certa confusione terminologica. Spesso i clienti li considerano intercambiabili, ma non è così. In realtà si tratta di due termini distinti che vengono utilizzati per definire le viti a ricircolo di sfere e il loro impiego in un'applicazione.

La precisione è definita dalla vite e può riflettere il modo in cui è stata prodotta. Ad esempio, è stata rullata o rettificata? L'accuratezza è paragonabile al lancio di una freccetta verso il centro e al suo centramento. La precisione, invece, definisce il dado ed è la ripetibilità o la frequenza con cui il sistema colpisce il bersaglio previsto.

Orientamento della vite a ricircolo di sfere

Un altro fattore che gli ingegneri tendono a dimenticare è l'orientamento della vite a ricircolo di sfere. Le viti a ricircolo di sfere sono progettate per funzionare al meglio quando i loro carichi sono in posizione assiale. Il motivo è che di solito c'è una guida profilata, un cuscinetto lineare o un binario che sostiene il carico mentre la vite a ricircolo di sfere esegue il movimento.

Una volta che il sistema è stato messo in verticale, la direzione del carico diventa unidirezionale con le forze completamente verso il basso. Ciò ha molteplici effetti sulla progettazione del sistema, compreso il modo in cui la vite a sfere si usura durante il movimento sia in velocità che in accelerazione. Quando il dispositivo si muove verso l'alto e verso il basso, la velocità e la decelerazione aggiungono ulteriore carico al sistema. Il risultato può essere un carico d'impatto implicito nella parte inferiore, per cui l'inversione del carico diventa fondamentale per la progettazione del sistema.

Velocità e accelerazione delle viti a ricircolo di sfere

La velocità è un altro fattore critico, ma è meglio suddivisa in due parti: velocità della chiocciola e velocità della vite. La prima parte riguarda la vite stessa e si riferisce alla velocità di rotazione della vite. La lunghezza della vite spesso definisce i limiti della velocità della vite. Ad esempio, più lunga è la vite, più vibrazioni sono possibili. Le vibrazioni nel sistema causano corrosione e riduzione della durata. Molti progettisti desiderano che i carichi si muovano il più velocemente possibile per raggiungere la posizione desiderata nel più breve tempo possibile. Purtroppo, la vite presenta delle limitazioni che devono essere affrontate.

La seconda parte della velocità critica si applica alla chiocciola. In questo caso, la velocità critica si riferisce alla velocità di rotazione della chiocciola entro i limiti del sistema di ritorno e riflette la velocità di ricircolo dei cuscinetti a sfera interni. I gruppi vite metrici miniaturizzati di FUYU Linear hanno un ritorno interno molto fluido, silenzioso e in grado di gestire velocità di rotazione della chiocciola più elevate.

Cicli di lavoro delle viti a ricircolo di sfere

Il ciclo di lavoro di per sé non è eccessivamente critico. Di solito si presta più a una discussione sulla durata della vite, che può diventare estremamente complicata quando si considera un profilo di movimento. Un profilo di movimento è tipicamente un movimento trapezoidale in cui c'è un'accelerazione iniziale, poi un movimento costante e infine una decelerazione. Sebbene tutti questi aspetti siano molto critici, l'accelerazione è uno di quegli elementi che di solito viene trascurato. In effetti, cercare di trovare i limiti di accelerazione delle viti a ricircolo di sfere nei materiali di riferimento è estremamente difficile, quindi spesso ci si limita a un valore standard di un G e mezzo. Questo numero è più che altro una linea guida, perché le velocità massime effettive, l'accelerazione e la decelerazione sono davvero basate sull'applicazione e spesso devono essere definite attraverso la sperimentazione.

Uno degli aspetti positivi delle viti a ricircolo di sfere è la loro durata definita. Gli standard internazionali chiariscono come definire la durata di una vite a sfere. Per quanto riguarda le metriche, di solito si tratta di una funzione di un milione di giri, che è la nostra durata L10 e per la quale statisticamente il 90% delle viti a ricircolo di sfere raggiungerà questa durata. In realtà, possono raggiungere molto di più, ma ora esiste un valore minimo stabilito.

Corsa della vite a ricircolo di sfere

Nel caso delle viti a ricircolo di sfere in miniatura, la corsa è legata a due fattori diversi. In caso di corse brevi di uno o due millimetri, sorgono difficoltà perché le sfere non ricircolano completamente all'interno della chiocciola. La definizione della durata della vite a ricircolo di sfere in queste circostanze, insieme alla progettazione e al funzionamento del sistema di ritorno, gioca un ruolo cruciale sulle sue prestazioni. Ad esempio, una pompa per fluidi richiede una corsa estremamente breve, da 10 a 100 millimetri. L'ultimo millimetro di corsa subirà la forza maggiore, creando possibili problemi nella definizione della durata della vite a ricircolo di sfere.

Anche le applicazioni con corse lunghe possono creare problemi. Ad esempio, quando una vite a ricircolo di sfere di sei millimetri percorre un metro, la velocità critica e la prevenzione della flessione diventano fattori importanti. Quindi, tra le corse estreme brevi e lunghe si trova la via di mezzo, o il punto di forza in cui 100-200 millimetri di corsa sono ideali per il funzionamento ottimale di questo tipo di viti.

Capacità di carico delle viti a ricircolo di sfere

Le viti a ricircolo di sfere sono progettate per essere caricate al 100% in senso assiale. Se il carico viene eseguito correttamente, la vite a ricircolo di sfere durerà per tutta la sua durata L10. Spesso, quando le viti a ricircolo di sfere si rompono, si verifica una deformazione della vite e della chiocciola a causa di un carico non correttamente allineato. Un carico radiale o un carico momentaneo su una vite a ricircolo di sfere può influire sulla durata L10, riducendo la capacità di carico oltre il 90%. La lezione da trarre è che se un catalogo contiene calcoli di progettazione che raccomandano una struttura di supporto parallela entro un parametro specifico, è fondamentale attenersi a tale linea guida.