A principal diferença entre fusos de esferas métricos e imperiais é o sistema dimensional usado para especificar o diâmetro do parafuso, avanço, geometria da porca e extremidades de eixo usinadas. Os parafusos de esferas métricos usam milímetros, enquanto os parafusos de esferas da série imperial ou em polegadas usam polegadas e dimensões de polegadas fracionárias.
Nenhum dos sistemas é inerentemente mais preciso, eficiente ou durável. O desempenho depende do grau de precisão do fuso de esferas, processo de fabricação, pré-carga, material, capacidade de carga, instalação e lubrificação.
Visão geral dos fusos de esferas métricos e imperiais
| Item de comparação | Parafuso de esfera métrico | Parafuso de esfera imperial |
|---|---|---|
| Diâmetro | Especificado em milímetros | Especificado em polegadas ou frações de polegadas |
| Liderar | Milímetros por revolução | Polegadas por revolução ou outra expressão definida baseada em polegadas |
| Designação típica | Por exemplo, 2510: diâmetro de 25 mm e avanço de 10 mm | Por exemplo, 1 de diâmetro com 0,400 de chumbo |
| Dimensões da porca | Dimensões métricas do corpo, flange e furo | Dimensões do corpo, flange e furo baseadas em polegadas |
| Usinagem final | Assentos, roscas e ombros de rolamentos métricos | Assentos, roscas e ombros de rolamentos em polegadas |
| Precisão | Especificado por um padrão métrico aplicável ou erro medido | Especificado por um padrão aplicável baseado em polegadas ou erro medido |
| Intercambialidade direta | Não garantido; parafuso, porca, rolamentos de suporte e interfaces de montagem devem ser verificados | |
Como os tamanhos de fusos de esferas métricos são identificados
Os números dos modelos de fusos de esferas métricos geralmente incluem o diâmetro nominal do parafuso e o passo em milímetros. Por exemplo:
Parafuso de esfera 2510 = diâmetro nominal do parafuso de aproximadamente 25 mm e avanço de 10 mm
Avanço é a distância linear percorrida pela porca durante uma revolução do parafuso. Um avanço de 10 mm produz, portanto, 10 mm de deslocamento teórico por revolução.
O número 2510 não indica 25 polegadas e 10 polegadas. Um parafuso esférico de 25 polegadas de diâmetro seria um componente especial extremamente grande e não tem conexão com a designação comum do modelo 2510.
Os códigos dos modelos não são completamente universais. O mesmo diâmetro e avanço podem ser combinados com diferentes tipos de porcas, circuitos de esferas, níveis de pré-carga e graus de precisão. O desenho do fornecedor deve ser sempre verificado.
Como os tamanhos dos fusos de esferas imperiais são especificados
Os parafusos de esferas imperiais especificam o diâmetro e o avanço em polegadas. O diâmetro pode ser escrito como decimal ou fração, como 0,750 pol., 1.000 pol. ou 1-1/4 pol.
O chumbo pode ser expresso em polegadas de percurso por revolução. Alguns desenhos ou catálogos podem usar outras descrições de rosca baseadas em polegadas, por isso é importante confirmar se o valor indicado significa avanço, passo ou rotações por polegada.
Lead e pitch nem sempre são idênticos. O avanço é o deslocamento linear total por revolução, enquanto o passo é a distância axial entre ranhuras de rosca adjacentes. Em um parafuso multi-partidas, o passo é igual ao passo multiplicado pelo número de partidas.
A conversão de unidades não cria uma substituição exata
A conversão básica é:
1 polegada = 25,4 mm
Contudo, converter as unidades não significa que dois tamanhos nominais sejam mecanicamente idênticos.
Por exemplo:
- 25 mm = aproximadamente 0,9843 pol., Não exatamente 1 pol.
- 10 mm = aproximadamente 0,3937 pol.
- 0,400 pol. = 10,16 mm
- 0,200 pol. = 5,08 mm, não exatamente 5 mm
Um parafuso de uma polegada é, portanto, cerca de 0,4 mm maior que um parafuso de 25 mm. Esta diferença é muito grande para ser ignorada ao combinar uma porca esférica, um rolamento de suporte ou um alojamento usinado.
Pequenas diferenças de leads se acumulam com as viagens
Um avanço métrico e um avanço imperial próximo podem parecer intercambiáveis, mas a diferença de deslocamento se acumula a cada revolução.
Considere um fuso de esferas de chumbo de 5 mm e um fuso de esferas de chumbo de 0,200 pol.:
- Passo métrico: 5,00 mm por revolução
- Chumbo imperial: 0,200 pol. = 5,08 mm por revolução
- Diferença por revolução: 0,08 mm
- Diferença após 100 rotações: 8 mm
Se o controlador estiver programado para 5 mm por revolução, mas o parafuso instalado se mover 5,08 mm, as posições comandadas e reais divergirão significativamente. Os parâmetros de movimento do controlador devem ser atualizados quando o condutor muda.
Métrica não significa mais precisa
O sistema de medição não determina a precisão de um fuso de esferas. Um fuso de esferas imperial fabricado com precisão pode ser mais preciso do que um fuso de esferas métrico de uso geral.
A precisão depende de fatores como:
- Processo de fabricação laminado ou moído
- Grau de precisão de chumbo especificado
- Erro de lead cumulativo sobre o deslocamento efetivo
- Variação de viagem dentro de um intervalo definido
- Folga axial ou pré-carga
- Precisão de suporte e montagem
- Temperatura e compensação térmica
Os fusos de esferas métricos podem ser especificados usando classes como C3, C5, C7 ou C10, dependendo da norma aplicável e do fabricante. Um catálogo imperial pode indicar erros de avanço permitidos em polegadas por pé ou em outro comprimento de referência.
Não compare apenas o nome da nota. Converta ambas as especificações para o mesmo comprimento e unidade de referência antes de comparar o erro permitido.
A capacidade de carga não é determinada pelo sistema de unidades
Um fuso de esferas métrico não é automaticamente mais forte ou mais fraco do que um fuso de esferas imperial. A capacidade de carga depende do diâmetro do parafuso, diâmetro da esfera, geometria da pista, número de circuitos carregados, estrutura da porca, material e tratamento térmico.
Ao comparar possíveis substituições, verifique a classificação de carga dinâmica básica e a classificação de carga estática básica usando o mesmo sistema de unidades. Revise também a rigidez axial, a velocidade permitida e a vida útil calculada.
Tenha cuidado ao converter valores de carga. Quilogramas descrevem a massa, enquanto newtons, quilonewtons e libra-força descrevem a força. As unidades não devem ser tratadas como diretamente intercambiáveis sem a conversão correta.
As dimensões da porca devem ser verificadas
Mesmo quando o diâmetro do parafuso e o avanço parecem próximos, as porcas métricas e imperiais podem diferir em:
- Diâmetro do corpo da porca
- Comprimento total da porca
- Diâmetro e espessura do flange
- Diâmetro do furo de montagem
- Diâmetro do círculo do parafuso
- Orientação do flange
- Rosca da porta de lubrificação
- Diâmetro piloto e ombro de montagem
Uma porca de reposição deve caber no alojamento da porca e nos parafusos de montagem existentes. Os adaptadores podem ser projetados em alguns projetos de modernização, mas não existe um kit de conversão universal que torne todos os fusos de esferas métricos e imperiais intercambiáveis.
Usinagem final e unidades de suporte são diferentes
As extremidades dos parafusos esféricos são usinadas para combinar com rolamentos de suporte, contraporcas, acoplamentos e conexões do motor. Um parafuso métrico pode usar diâmetros e roscas de assento de rolamento métricos, enquanto uma montagem imperial pode usar dimensões e roscas em polegadas.
Antes de substituir um sistema por outro, confirme:
- Diâmetros do assento do rolamento do lado fixo e do lado suportado
- Comprimentos dos assentos dos rolamentos e posições dos ombros
- Tamanho e direção da rosca da contraporca
- Diâmetro do furo do acoplamento
- Dimensões de montagem da unidade de suporte
- Comprimento total do eixo e deslocamento efetivo
Ver DLYunidades de suporte de fuso de esferaao verificar o rolamento e a interface de montagem.
Qual tipo você deve escolher?
Para uma máquina nova, selecione o sistema dimensional que corresponda ao restante do equipamento, padrões de desenho, rolamentos, fixadores e fornecimento local de peças de reposição.
Para um projeto de substituição, a escolha mais segura geralmente é manter o sistema dimensional original, a menos que a montagem completa possa ser redesenhada e verificada.
Escolha com base em:
- Dimensões da máquina existente
- Diâmetro e avanço necessários
- Interface de montagem de porca
- Desenho de usinagem final
- Dimensões do rolamento de suporte
- Requisitos de carga e velocidade
- Requisitos de precisão e pré-carga
- Configurações do controlador
- Disponibilidade de componentes de reposição
Informações necessárias para uma substituição
O número do modelo por si só pode não fornecer informações suficientes, especialmente ao substituir um fuso de esferas imperial por um conjunto métrico personalizado. Fornecer:
- Número completo do modelo do fuso de esfera
- Diâmetro do parafuso e avanço
- Comprimento total e deslocamento efetivo
- Dimensões da porca e padrão de furo de montagem
- Desenhos detalhados de ambas as extremidades usinadas
- Grau de precisão ou erro de avanço permitido
- Requisito de pré-carga ou folga axial
- Carga, velocidade e direção de montagem
Se nenhum desenho estiver disponível, fotografias nítidas e medidas do parafuso, porca, assentos de rolamento e roscas originais podem apoiar uma revisão inicial. As dimensões críticas ainda devem ser confirmadas antes da produção.
Para entender o princípio do movimento interno, leiacomo funciona um fuso de esferas recirculante.
Conclusão
Os fusos de esferas métricos e imperiais usam convenções dimensionais diferentes, mas nenhum dos sistemas tem uma vantagem inerente em precisão, eficiência ou capacidade de carga.
As diferenças práticas são o diâmetro do parafuso, o avanço, as dimensões de montagem da porca, as extremidades do eixo usinadas, as interfaces dos rolamentos e as unidades usadas para especificar a precisão. Um tamanho convertido próximo não é necessariamente um substituto intercambiável.
Ver DLYprodutos de fuso de esferapara modelos métricos, graus de precisão disponíveis e opções personalizadas de usinagem final.
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