Segueix-me a: 
La guia definitiva dels coixinets de cargols de màquines-eina CNC
A mesura que la tecnologia es desenvolupa, Màquines-eina CNC s'espera que siguin més precisos, eficients i fiables que mai. Per mantenir-se competitives, les empreses de fabricació de màquines-eina CNC estan invertint en coixinets d'alta qualitat per garantir un rendiment òptim dels seus cargols. Els coixinets d'alta qualitat poden millorar l'eficiència i la fiabilitat dels eixos de la màquina-eina, augmentant així la producció i reduint el desgast de la maquinària. Per tant, els factors considerats a l'hora de seleccionar els coixinets de cargols de màquina-eina són molt importants per obtenir resultats precisos. La capacitat de càrrega, els requisits de velocitat, la rigidesa, la lubricació, les condicions ambientals i els nivells de soroll són les principals consideracions que guien els enginyers a l'hora de seleccionar els coixinets del cargol. En aquest article, parlarem dels tipus que es troben habitualment en els cargols de màquina-eina i de com avaluar, inspeccionar i controlar el funcionament dels coixinets per garantir un rendiment òptim.
A eix de màquina-eina té dues funcions principals. Un és girar l'eina per girar, fresar, moldre o perforar o tocar la peça. El segon és transmetre el parell i la velocitat a la zona de tall. L'objectiu dels coixinets del cargol de màquina-eina és guiar amb precisió el moviment del cargol per garantir una velocitat i precisió òptimes. Els coixinets afecten la velocitat, la rotació, la vibració, la precisió i la temperatura de les màquines-eina, la qual cosa al seu torn afecta la qualitat del producte final fabricat. Els coixinets es poden dissenyar per facilitar el moviment de l'eix en els eixos transversal i radial i han de ser capaços de suportar la pressió de càrrega, la temperatura i l'alta velocitat de rotació de l'eix de la màquina-eina.
Tipus de coixinets de cargols de màquina-eina
Hi ha cinc tipus principals de coixinets utilitzats en els cargols de màquina-eina. Cada tipus té els seus propis avantatges i desavantatges. És important entendre com funcionen i les diferències entre ells per poder triar el més adequat.
L'angle de contacte entre les boles de coixinets de contacte angular i els canals interiors i exteriors els permeten suportar càrregues axials en una direcció i una certa quantitat de càrregues radials alhora. Per tant, s'utilitzen àmpliament en aplicacions de precisió d'alta velocitat on la precisió i la rigidesa són crítiques, com ara els cargols de màquina-eina. Aubearing ofereix coixinets de cargol de contacte angular en mides de 6 a 360 mm, amb múltiples opcions de materials, configuracions i per satisfer les necessitats d'aplicacions específiques. Avantatges dels coixinets de contacte angular:
Molt adequat per a operacions d'alta velocitat i baixa fricció;
Estructura compacta, ideal per a màquines amb necessitats d'espai limitats.
No es requereix cap ajust per obtenir el joc intern o la precàrrega correcta.
L'espatlla inferior permet acomodar un gran nombre de boles al coixinet, donant lloc a una capacitat de càrrega relativament alta
Excel·lent rigidesa per minimitzar la deflexió durant el processament, millorant així la precisió;
Rodaments de rodets cilíndrics millora el moviment utilitzant cilindres en comptes de boles. Els coixinets de rodets cilíndrics estan dissenyats principalment per suportar càrregues radials. Els coixinets de rodets cilíndrics consisteixen en un anell interior i un anell exterior, i els rodets cilíndrics estan fixats per una gàbia. Aquests coixinets proporcionen una superfície de contacte més gran per a una distribució efectiva de la càrrega. Els coixinets de rodets cilíndrics són adequats per a aplicacions de velocitat mitjana a alta. Els coixinets de rodets cilíndrics estan disponibles en molts dissenys, diferents sèries i diferents mides. Característiques i avantatges de l'ús de coixinets de rodets cilíndrics per a cargols de màquina-eina:
Alta capacitat de càrrega radial: els coixinets de rodets cilíndrics excel·lent en aplicacions que requereixen una capacitat de càrrega radial substancial, el que els fa adequats per a operacions de mecanitzat de gran resistència.
Baixa fricció: aquests coixinets presenten una baixa fricció durant el funcionament, augmentant així l'eficiència i reduint la generació de calor
Adequat per a aplicacions d'alta velocitat: amb un disseny i una lubricació adequats, els coixinets de rodets cilíndrics poden aconseguir capacitats d'alta velocitat.
Vida útil més llarga que els coixinets de boles de la mateixa mida
Rodaments de rodets cònics estan dissenyats per suportar càrregues compostes actuant simultàniament. Les càrregues compostes inclouen forces radials i axials. Les línies projectades de les vies de rodadura es tallen en un punt comú de l'eix de rodament, proporcionant així una veritable acció de rodament. Els coixinets de rodets cònics estan dissenyats de manera que proporcionen un parell de fricció baix durant el funcionament. La capacitat de càrrega axial dels coixinets de rodets cònics augmenta amb l'augment de l'angle de contacte. L'angle de contacte dels coixinets de rodets cònics oscil·la normalment entre 10 ° i 30 °. Els coixinets de rodets cònics d'una sola fila solen correspondre a un segon coixinet de rodets cònics. Aplicant la precàrrega, es poden aconseguir aplicacions de coixinets rígids. Avantatges dels coixinets de rodets cònics:
Els coixinets de rodets cònics són capaços de suportar càrregues tant radials com axials, cosa que els fa adequats per a una varietat d'aplicacions de màquines-eina.
Aquests coixinets ofereixen una rigidesa i estabilitat excel·lents, garantint un rendiment de mecanitzat precís.
Els coixinets de rodets cònics són coneguts pel seu excel·lent rendiment en aplicacions exigents
Coixinets de boles ceràmics híbrids consisteixen en anells d'acer AISI 52100 i boles de nitrur de silici (ceràmica). Els coixinets de ceràmica híbrids són un excel·lent aïllant elèctric, tenen capacitats de velocitat extremadament altes i duren més que els coixinets de boles radials o profunds estàndard. Les boles de ceràmica més dures tenen una rugositat superficial més alta sense treure material de la pista. Les boles de ceràmica més lleugeres redueixen el risc de danys falsos de Brinell. Com que les boles de ceràmica són un 40% menys denses que les boles d'acer, produeixen càrregues centrífugues més petites i menor fricció interna als coixinets. Els coixinets funcionen molt més freds durant el funcionament a causa de la menor densitat i fricció. El cost inicial dels coixinets híbrids pot ser superior al dels coixinets d'acer estàndard, però la diferència es compensa ràpidament mitjançant l'estalvi de manteniment. A causa de les propietats de la ceràmica, els coixinets híbrids poden durar fins a 10 vegades més que els coixinets d'acer estàndard.
Els coixinets híbrids proporcionen un rendiment superior a alta velocitat, redueixen la generació de calor durant el funcionament i acceleren els processos de mecanitzat
Els materials ceràmics milloren la resistència del coixinet a la corrosió i al desgast, ampliant el servei
Els coixinets proporcionen una fricció més baixa, ajudant a millorar l'eficiència i el rendiment general de la màquina
Les seves propietats úniques els fan més adequats per a aplicacions específiques que requereixen un rendiment d'alta velocitat i resistència a la corrosió.
Factors a tenir en compte a l'hora de seleccionar els coixinets de cargols
Durant el procés de mecanitzat CNC, el coixinet del cargol es veurà afectat per molts factors. Cada treball de mecanitzat CNC és únic, però la física és constant. Tenir una comprensió clara d'aquests factors us ajudarà a prendre millors decisions que portaran les vostres habilitats de mecanitzat a noves altures.
Requisits de la màquina-eina CNC
El primer pas en el procés de selecció de coixinets de cargol és aclarir els requisits de funcionament de la màquina-eina CNC. Això implica comprendre factors com el tipus de càrrega (radial, axial o combinada), la velocitat de funcionament, la temperatura i les condicions ambientals. La naturalesa de l'aplicació influirà en la selecció de diversos tipus de coixinets, inclosos els coixinets de boles profunds, els coixinets de rodets cilíndrics, els coixinets de contacte angular, etc.
Capacitat de càrrega i requisits de velocitat
Capacitat de càrrega és la consideració principal en la selecció del coixinet perquè determina directament la capacitat del coixinet per suportar les càrregues aplicades sense fallades prematures. Els enginyers han d'avaluar les capacitats de càrrega estàtica i dinàmica del coixinet per determinar la càrrega màxima que pot trobar el coixinet durant el funcionament.
La qualificació de càrrega dinàmica (C) és una especificació clau proporcionada pels fabricants de coixinets i representa la càrrega a la qual el 90% d'un conjunt de coixinets idèntics pot funcionar sense fallades per fatiga després d'un milió de revolucions. En calcular la càrrega dinàmica del coixinet equivalent (P), que té en compte diversos components de càrrega, com ara les càrregues radials i axials, els enginyers poden avaluar com funcionarà el coixinet en condicions reals.
La velocitat de funcionament és igual d'important, ja que un RPM massa elevat pot causar problemes greus com ara el sobreescalfament i l'augment de les taxes de desgast. El límit de velocitat del coixinet (n_limit) defineix la velocitat màxima que el coixinet pot suportar sense efectes adversos. Els enginyers han d'assegurar-se que la capacitat de càrrega dinàmica del coixinet i el límit de velocitat compleixen els requisits específics de l'aplicació per evitar fallades prematures i garantir un rendiment òptim.
Rigidesa i precisió
La rigidesa és fonamental per als eixos de màquina-eina d'alta velocitat perquè el posicionament precís i la deflexió mínima són fonamentals per a la fabricació de peces de precisió. Els coixinets altament rígids asseguren que els eixos i components es mantinguin en la posició prevista, garantint la precisió i la repetibilitat.
Les dues mesures bàsiques de rigidesa són la rigidesa axial (K_a) i la rigidesa radial (K_r). La rigidesa axial reflecteix la resistència del coixinet a la deflexió axial quan està sotmès a càrrega axial, mentre que la rigidesa radial indica la resistència del coixinet a la deflexió radial quan està sotmès a càrrega radial. Els coixinets amb valors de rigidesa més elevats són adequats per a aplicacions que requereixen un posicionament precís, com ara màquines CNC, robots i equips d'inspecció mèdica.
En enginyeria de precisió, l'excentricitat baixa i l'excentricitat axial són fonamentals per minimitzar l'excentricitat durant la rotació. Els coixinets amb toleràncies dimensionals ajustades, com els que compleixen estàndards ABEC 7 o superiors, asseguren uns valors de desnivell i descentraments axials baixos, ajudant a millorar la precisió i el funcionament més suau dels eixos de màquina-eina d'alt rendiment.
Vida útil del coixinet de l'eix
La vida del coixinet de l'eix és fonamental per predir els intervals de manteniment i la fiabilitat global del sistema. La vida útil del coixinet es defineix com el nombre de revolucions o hores de funcionament abans que es produeixi una fallada en el 90% d'un grup de coixinets idèntics i es pot calcular mitjançant fórmules estàndard de la indústria, com ara ISO 281 i ASTM F2812. Aquests càlculs tenen en compte factors com ara càrrega, velocitat, material, lubricació i condicions de funcionament per estimar la vida útil del coixinet.
Condicions ambientals
Els factors ambientals tenen un impacte significatiu en la selecció dels coixinets de l'eix, ja que les condicions dures poden provocar un desgast prematur i una fallada. Factors com la humitat, la pols, les partícules, els productes químics corrosius, etc. poden afectar el rendiment i la vida útil dels coixinets. Per abordar aquests reptes, els enginyers poden triar coixinets amb característiques de protecció addicionals: els coixinets segellats o blindats proporcionen una defensa eficaç contra els contaminants, evitant que les partícules externes penetrin al coixinet i reduint l'oportunitat de manteniment. Per exemple, en entorns corrosius, el millor és utilitzar coixinets d'acer inoxidable, ceràmica o altres materials resistents a la corrosió per mitigar els efectes dels productes químics.
Opcions de lubricació
Proper lubricació dels coixinets és la base per a una vida útil prolongada del coixinet i un rendiment òptim. La funció dels lubricants és reduir la fricció, dissipar la calor i prevenir el desgast i la corrosió. L'elecció del tipus de lubricant (oli o greix) i propietats (viscositat, additius, etc.) depèn de factors com la velocitat, la temperatura, la càrrega i el mecanisme de segellat. Els estàndards de la indústria com ISO 281:2007 proporcionen orientació per determinar els requisits de lubricació basats en les condicions d'operació.
Conclusió
Els cargols de màquina-eina només poden utilitzar coixinets de precisió d'alta qualitat per produir peces de precisió. La selecció dels coixinets del cargol de màquina-eina és crucial i ha de ser precisa. La manca de lubricació, l'espai lliure, el grau de precisió, l'angle de contacte i altres detalls poden provocar una fallada prematura del coixinet. Si esteu preparat per portar el rendiment dels coixinets del cargol de la vostra màquina-eina encara més enllà, no busqueu més que Aubearing. A Aubearing, ens comprometem a oferir coixinets de boles, coixinets de contacte angular, coixinets de rodets cilíndrics, coixinets de rodets cònics i coixinets de ceràmica híbrida. Aubearing està dissenyat per oferir una precisió i un rendiment superiors, garantint que la vostra màquina funcioni al màxim.