Uma porca esférica é o componente móvel de um conjunto de fuso esférico. Sua pista interna, sistema de recirculação e esferas de transporte-de carga trabalham em conjunto com o eixo do parafuso correspondente para converter o movimento rotativo em movimento linear controlado.
A porca não pode ser avaliada independentemente do parafuso. Sua estrutura, dimensões, pré-carga, capacidade de carga e projeto de recirculação devem corresponder ao eixo do parafuso e aos requisitos operacionais da máquina completa.
Como funciona uma porca esférica
Dentro doporca esférica, esferas de aço rolam entre as pistas da porca e do parafuso. Um sistema de recirculação guia as bolas de volta ao início do circuito-de transporte de carga para que o movimento contínuo seja possível.
Como a transmissão depende principalmente do contato rolante em vez do contato deslizante, o conjunto completo do fuso de esferas geralmente opera com menor atrito e maior eficiência do que um parafuso deslizante convencional.
O desempenho real do posicionamento não é determinado apenas pela porca. A precisão do avanço do parafuso, a pré-carga, os rolamentos de apoio, as guias, o alinhamento do acoplamento, o controle do motor e a rigidez da máquina influenciam o resultado final.
Configurações de porca-única e de porca dupla-
Projetos de-porca única são amplamente usados onde dimensões compactas, instalação simples e custo prático são importantes. Dependendo do projeto interno e da seleção da esfera, uma única porca pode ser fornecida com folga ou com pré-carga especificada.
Uma montagem de porca-dupla usa dois corpos de porca com um ajuste ou arranjo espaçador entre eles. Esta configuração pode aplicar pré-carga em direções opostas para reduzir a folga axial e aumentar a rigidez.
As porcas duplas requerem mais espaço de instalação e acrescentam peso e custo. Uma pré-carga maior também aumenta o torque e o calor de funcionamento, portanto, um design de-porca dupla deve ser selecionado de acordo com a aplicação, em vez de ser tratado como automaticamente melhor.
Estilos comuns de corpo de porca esférica
As porcas esféricas estão disponíveis em diversas estruturas externas para atender a diferentes arranjos de montagem:
- Porcas flangeadas:montado no alojamento da porca através de um flange com furos para parafusos.
- Porcas cilíndricas:instalado dentro de uma caixa dedicada onde o espaço radial ou a estrutura de montagem exigem um corpo compacto.
- Nozes individuais:adequado para muitas aplicações gerais de CNC e automação.
- Nozes duplas:selecionado onde são necessárias folga axial controlada e maior rigidez.
As dimensões do flange, os padrões de furos dos-parafusos, o comprimento do corpo e a posição da porta de lubrificação-devem ser verificados em relação ao desenho da máquina antes do pedido.
Recirculação Interna de Bola
O sistema de recirculação devolve as esferas após elas passarem pela seção carregada da pista. Arranjos comuns incluem sistemas de retorno internos e tubos de retorno externos.
O design selecionado afeta as dimensões externas da porca, o número de circuitos esféricos efetivos, a velocidade de operação e o espaço de instalação. Os componentes de retorno também devem ser protegidos contra impactos durante o manuseio e montagem.
Uma porca esférica não deve ser removida casualmente do eixo do parafuso. Se for necessária a remoção, normalmente deve ser usada uma luva de transferência para evitar que as esferas caiam ou fiquem posicionadas incorretamente.
Escopo de aplicação de porcas esféricas
Como parte de um completoconjunto de parafuso de esfera, as porcas esféricas são usadas em equipamentos como:
- Centros de usinagem CNC, tornos e retificadoras
- Automação industrial e sistemas de montagem
- Máquinas de embalagem, impressão e marcenaria
- Módulos lineares e estágios de posicionamento
- Equipamentos de inspeção e medição
- Mecanismos de movimentação e elevação de materiais
Cada aplicação apresenta demandas diferentes de velocidade, carga, posicionamento, rigidez e vida útil. A configuração da porca deve, portanto, ser selecionada como parte do sistema de acionamento completo.
Principais fatores de seleção de porcas esféricas
Informações importantes para selecionar ou substituir uma porca esférica incluem:
- Diâmetro do eixo do parafuso e avanço
- Direção da rosca e número de partidas
- Série de porcas e dimensões de montagem externa
- Folga axial ou pré-carga necessária
- Cargas axiais dinâmicas e estáticas
- Velocidade de deslocamento e ciclo operacional
- Lubrificação e condições ambientais
- Grau de precisão e requisitos de correspondência
O diâmetro e o avanço por si só não são suficientes para confirmar a intercambialidade. As porcas com descrições de modelo semelhantes podem ter diferentes dimensões de flange, comprimentos de corpo, padrões de furos, estruturas de circulação ou condições de pré-carga.
Substituindo uma porca esférica
Ao substituir uma porca existente, forneça o número completo do modelo, desenho dimensional e fotografias nítidas da montagem original. Se possível, confirme também o diâmetro do parafuso, avanço, comprimento total, direção da rosca e folga axial necessária.
Uma porca de reposição deve corresponder à geometria da pista do parafuso. Uma porca que se ajuste ao diâmetro nominal e ao passo não é necessariamente compatível com um parafuso produzido com um design interno diferente.
Quando a compatibilidade não puder ser confirmada, substituir ou fabricar o parafuso e a porca como um conjunto correspondente pode ser mais confiável do que instalar uma porca separada em um eixo existente.
Lubrificação e proteção contra contaminação
A lubrificação correta reduz o atrito e protege as pistas e as esferas. O tipo de lubrificante e o intervalo de reabastecimento devem refletir a velocidade, carga, temperatura, ciclo operacional e ambiente circundante.
Lascas, poeira e outros contaminantes podem entrar no caminho de circulação e danificar os componentes internos. Podem ser necessários limpadores, foles ou capas protetoras, especialmente em ambientes de usinagem e marcenaria.
