Döner bilyalı somunun ön yüklemesi nedir?

Döner bilyalı somun ön yükü, bilyalar ile vida ve somunun yuvarlanma yolları arasına uygulanan dahili bir eksenel yüktür. Ana amacı eksenel boşluğu azaltmak ve harici bir çalışma yükü uygulanmadan önce bilyalı vida çiftinin sertliğini arttırmaktır.

Doğru ön yükleme, konumlandırma yanıtını iyileştirebilir ve yön değiştirme sırasında kaybedilen hareketi azaltabilir. Ancak daha fazla önyükleme her zaman daha iyi değildir. Aşırı ön yük sürtünme torkunu, ısı oluşumunu, aşınmayı ve motor yükünü artırarak bilyalı vidanın servis ömrünü kısaltabilir.

Ön Yükleme ve Eksenel Açıklık Aynı Değil

Eksenel boşluk, uygulanan kuvvetin yönü tersine döndüğünde vida ve somun arasındaki göreceli eksenel harekettir. Boşluklu tip bilyeli somun az miktarda iç boşluğa sahipken, önceden yüklenmiş somun yuvarlanma yollarının karşıt taraflarındaki teması korur.

Ölçülebilir eksenel boşluğun sıfır olması, mutlaka yüksek bir ön yük anlamına gelmez. Bilyeli somun, yalnızca nispeten küçük bir iç yük taşırken boşluğun çoğunu ortadan kaldıracak şekilde ayarlanabilir. Bu nedenle gerekli koşul, yalnızca "geri tepme yok" talebi yerine boşluk, ön yük seviyesi, sertlik veya dinamik tork açısından belirtilmelidir.

Dönen Bilyeli Somun Neden Önceden Yüklenmiştir?

Kayıp Hareketin Azaltılması

Bir eksen yön değiştirdiğinde, vida ve somun ters yönde kuvvet aktarmaya başlamadan önce iç boşluğun doldurulması gerekir. Ön yükleme, toplar ve yuvarlanma yolları arasındaki teması koruyarak bu kayıp hareketi azaltır.

Bu, sık sık ileri ve geri hareket yapan konumlandırma sistemlerinde değerlidir. Bununla birlikte, toplam eksen boşluğu somun destek yataklarından, kaplinden, kayış tahrikinden, montaj bağlantılarından ve makine yapısından da kaynaklanabilir. Bilyalı somun ön yüklemesi sistemin başka yerlerindeki gevşekliği telafi edemez.

Eksenel Sertliğin Artırılması

Harici bir eksenel yük altında, bilyalar ve yuvarlanma yolları az miktarda elastik olarak deforme olur. Uygun bir ön yükün uygulanması, karşıt temas yüzeylerinin yükü paylaşmasına olanak tanır ve çalışma yükü değiştikçe eksenel yer değiştirmedeki değişikliği azaltır.

Daha yüksek sertlik, konumlandırma stabilitesini artırabilir, ancak sürtünme ve yorulma yükü artmaya devam ederken ön yük arttıkça fayda azalır. Bu nedenle ön yük seviyesi gerçek sertlik gereksinimine göre seçilmelidir.

Geri Dönüş Sırasında Yanıtın İyileştirilmesi

Eksenel boşluğun kaldırılması, motor dönüşü ile doğrusal hareket arasında daha doğrudan bir mekanik tepki oluşturur. Bu, kontrollü hareket sistemlerinde şekillendirme ve ters çevirme davranışını iyileştirebilir.

Ön yükleme lead doğruluğunu belirlemez. Hareket doğruluğu hala vida ucu kalitesine, montaj hizalamasına, termal genleşmeye ve kontrol geri bildirimine bağlıdır.

Yaygın Bilyalı Somun Ön Yükleme Yöntemleri

Büyük Boy Bilya Ön Yüklemesi

Vida ve somun yuvarlanma yolları arasında girişim durumu oluşturan bilyalar seçilerek tek bir somuna önceden yükleme yapılabilir. Bu, kompakt bir somun yapısı sağlar ancak mevcut ön yük ve dengeleme aralığı sınırlıdır.

Bilye çapı hassas olarak seçilmelidir. Çok büyük bilyalar aşırı torka, ısıya ve yerel temas gerilimine neden olabilirken, çok küçük bilyalar istenmeyen eksenel boşluk bırakabilir.

Ofset-Ön Yükleme

Bazı tek somunlu tasarımlar, dahili bilya devreleri arasında kontrollü bir kurşun ofseti kullanır. Ofset, bir somun gövdesi içinde zıt temas kuvvetleri oluşturarak ayrı bir ikinci somun kullanmadan ön yük üretir.

Bu yöntem nispeten kompakt bir montaj sağlar, ancak ön yük somun geometrisine yerleştirilmiştir ve normalde montaj cıvatalarının basitçe sıkılmasıyla ayarlanmaz.

Çift Somunlu Ön Yükleme

Çift somun düzenlemesinde, zıt eksenel kuvvetler uygulayacak şekilde ayrılmış veya ayarlanmış iki bilyeli somun kullanılır. Ön yükleme, tasarıma bağlı olarak ara parça, ayar sacı veya dişli ayar yapısıyla oluşturulabilir.

Çift somunlar yüksek sertlik sağlayabilir ve ön yük ayarında daha fazla esneklik sunabilir, ancak ek eksenel alan gerektirirler ve benzer tekli somunlardan daha büyük kütleye sahiptirler.

Somunun boyutu veya görünümü tek başına ön yük seviyesini belirlemez. Dahili bilya uyumu, yuvarlanma yolu tasarımı ve ölçülen tork da doğrulanmalıdır.

Ön Yükleme Nasıl Belirlenir?

Ön yük, eksenel bir kuvvet olarak veya bilyalı vidanın temel dinamik yük değerinin bir yüzdesi olarak ifade edilebilir. Uygun değer üreticinin tasarımına, somun yapısına ve uygulama gereksinimlerine bağlıdır.

Nihai seçim şunları dikkate almalıdır:

• Gerekli eksenel sertlik
• İzin verilen eksenel boşluk
• Harici eksenel yük
• Hız ve ivme
• Görev döngüsü
• İzin verilen sürtünme torku
• Sıcaklık artışı
• Gerekli servis ömrü

Karşılık gelen sürtünme, iç yük ve yorulma ömrü etkileri kontrol edilmeden bir ön yük yüzdesi seçilmemelidir.

Bilyalı Somun Ön Yükü Nasıl Kontrol Edilir?

Montajdan sonra dahili ön yük kuvvetinin doğrudan ölçülmesi her zaman pratik değildir. Üreticiler durumu genellikle eksenel boşluk ölçümü ve bilyeli somunun dinamik torkunun kontrollü ölçümü yoluyla değerlendirir.

Dinamik tork testi sırasında somun veya vida belirli bir hızda döndürülürken çalışma torku etkin hareket boyunca kaydedilir. Ölçüm, tanımlanmış yağlama, sıcaklık ve kurulum koşulları altında gerçekleştirilmelidir.

Ölçülen tork yalnızca ön yüklemeyle üretilmez. Ayrıca şunları içerebilir:

• Conta veya silme direnci
• Yağlayıcı direnci
• Bilya devridaim direnci
• Vida ucu ve yuvarlanma yolu değişimi
• Test sırasında yanlış hizalama

Bu nedenle, basit bir tork anahtarı okuması, ön yük kuvvetinin kesin bir ölçümü olarak değerlendirilmemelidir. Test yöntemi ve kabul aralığı üretimden önce kararlaştırılmalıdır.

Bilyalı Somun Ön Yükü ve Rulman Ön Yükü

Dönen bilyeli somun düzeneği, karıştırılmaması gereken iki farklı ön yükleme koşulu içerir.

Bilyalı somun ön yüklemesibilyalar ve vida-somun kanalları arasında hareket eder. Bilyalı vida çifti içindeki eksenel açıklığı ve sertliği kontrol eder.

Destek taşıyan ön yüklemesomun yuvasının dönmesine izin veren yatakların içinde hareket eder. Dönen destek düzeneğinin eksenel ve radyal sağlamlığını kontrol eder.

Her ikisi de eksenin ölçülen torkunu ve konumlandırma davranışını etkiler. Aşırı rulman ön yükü, bilyalı somunun ön yüklemesi doğru olsa bile yüksek sıcaklık üretebilir.

Mekanizmanın tamamının açıklaması için bkz.Doğrusal hareket sisteminde dönen bilyeli somunun rolü.

Ön Yükleme Çok Yüksekse Ne Olur?

Aşırı ön yük, eksen harici bir çalışma yükü taşımadan önce bile iç bilya yükünü artırır. Olası sonuçlar şunları içerir:

• Daha yüksek başlatma ve çalıştırma torku
• Artan motor yükü
• Daha fazla ısı üretimi
• Yağlayıcı bozulması
• Hızlandırılmış yuvarlanma yolu ve top aşınması
• Azaltılmış yorulma ömrü
• Yerel kurşun-hata noktalarında olası yapışma

Alışılmadık derecede sıkı hissettiren bir somunun otomatik olarak daha doğru olduğu düşünülmemelidir. Yüksek veya düzensiz tork, aşırı ön yükün, kirliliğin, zayıf yağlamanın, yuvarlanma yolu hasarının veya montaj yanlış hizalamasının göstergesi olabilir.

Ön Yükleme Çok Düşükse Ne Olur?

Yetersiz ön yük, ölçülebilir eksenel açıklık bırakabilir veya uygulamanın gerektirdiğinden daha az sertlik sağlayabilir. Olası semptomlar arasında geri dönüş sırasında hareket kaybı, azalan konumlandırma tepkisi ve alternatif eksenel yükler altında hareket yer alır.

Titreşim ve gürültü otomatik olarak düşük ön yüke atfedilmemelidir. Yanlış hizalama, hasarlı bilyalar, zayıf yağlama, gevşek destek yatakları ve uygun olmayan tahrik yapısı benzer belirtilere neden olabilir.

Uygun Ön Yükün Seçilmesi

En iyi ön yük, gerçek çalışma koşulları altında gerekli eksenel açıklığı ve sertliği karşılayan en düşük seviyedir. Bu yaklaşım gereksiz ısıyı ve dahili yorulma yükünü sınırlar.

Spesifikasyonu onaylamadan önce şunları sağlayın:

• Vida çapı ve kurşun
• Somun tipi ve mevcut kurulum alanı
• Maksimum ve ortalama eksenel yük
• Çalışma hızı ve ivme
• Gerekli eksenel boşluk veya sertlik
• Konumlandırma doğruluğu ve tekrarlanabilirlik hedefleri
• Çalışma sıcaklığı ve görev döngüsü
• Yağlama ve çevresel gereksinimler

Yağlama koşulları ölçülen torku önemli ölçüde değiştirebilir. gibi özel uygulamalar içinvakum ortamında kullanılan döner bilyeli somunYağlayıcı seçimi ön yüklemeyle birlikte değerlendirilmelidir.

Çözüm

Dönen bilyalı somundaki ön yük, dönen bilyalar ile karşıt yuvarlanma yolu yüzeyleri arasındaki iç yüktür. Özellikle eksen sık sık yön değiştirdiğinde veya değişen yüklere tutarlı bir şekilde yanıt vermesi gerektiğinde eksenel açıklığı azaltmak ve eksenel sertliği geliştirmek için kullanılır.

Ön yük sürtünme torku, sıcaklık ve servis ömrüne göre dengelenmelidir. Somun yapısı, bilye uyumu veya çift somun ayarı yoluyla oluşturulmalı ve daha sonra somun flanşının makineye doğru sıkılmasıyla oluşturulmayan kontrollü ölçüm koşulları altında doğrulanmalıdır.

DLY'yi görüntületop somun ürünleriMevcut somun yapıları ve boyutları için.

← DLY Blog'e geri dön