THK_husillo de Bola

Husillos de bolasCatlogo General

A15-1

A15-2

Husillos de bolasCatlogo General

A Descripciones de productosTipos de husillos de bolas ..................... A15-6

Procedimiento de seleccin ............... A15-8Diagrama de fl ujo para seleccionar un husillo de bolas .. A15-8Precisin del husillo de bolas ................ A15-11

Precisin del ngulo de paso ................. A15-11 Precisin de la superfi cie de montaje ...... A15-14 Juego axial ......................................... A15-19 Precarga ............................................ A15-20

Seleccin de un husillo .......................... A15-24 Longitud mxima del husillo .................. A15-24 Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso para el husillo de bolas

de precisin ................................................ A15-26 Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso del husillo de bolas laminado A15-27

Mtodo de montaje del husillo de bolas .. A15-28Carga axial admisible ............................ A15-30Velocidad de rotacin admisible ............ A15-32Seleccin de una tuerca ........................ A15-35

Tipos de tuercas .................................. A15-35Seleccin de un cdigo de modelo........ A15-38

Clculo de la carga axial ....................... A15-38 Factor de seguridad esttico.................. A15-39 Anlisis de la vida til ........................... A15-40

Anlisis de la rigidez .............................. A15-43 Rigidez axial del sistema de husillos de alimentacin .. A15-43

Anlisis de la precisin de posicionamiento .. A15-47 Causas de error en la precisin de posicionamiento .. A15-47 Anlisis de la precisin del ngulo de paso .. A15-47 Anlisis de la juego axial ....................... A15-47 Anlisis del juego axial del sistema de husillo .. A15-49 Anlisis del desplazamiento trmico debido a la generacin de calor .. A15-51 Anlisis del cambio de orientacin durante el recorrido .. A15-52

Anlisis del par de torsin de rotacin... A15-53 Par de torsin de friccin debido a una carga externa .. A15-53 Par de torsin debido a una carga previa sobre el husillo de bolas .. A15-54 Par de torsin requerido para la aceleracin .. A15-55 Investigacin de la resistencia terminal de los ejes de husillo de bolas .. A15-56

Anlisis del motor de impulso ................ A15-58 Al utilizar un servomotor ....................... A15-58 Al utilizar un motor paso a paso (motor de impulso) .. A15-60

Precisin de cada modelo .................. A15-61Modelos SBN, SBK, SDA, HBN y SBKH .. A15-62

Estructura y caractersticas ................... A15-63 Efecto de jaula de bolas ........................ A15-63 Tipos y caractersticas .......................... A15-66 Ejemplos de ensamblaje de modelos HBN y SBKH .. A15-68

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo SBN .......................................... A15-70Modelo SBK........................................... A15-74Modelo SDA........................................... A15-78Modelo HBN .......................................... A15-80Modelo SBKH ........................................ A15-82

Modelos EBA, EBB, EBC, EPA, EPB y EPC... A15-84 Estructura y caractersticas ................... A15-85 Tipos y caractersticas .......................... A15-86 Estndares de precisin ....................... A15-87

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo EBA (tabla de dimensiones del modelo EBA Tipo de carga previa de bola de gran tamao o tipo sin precarga) ............................. A15-88Modelo EBB (tabla de dimensiones del modelo EBB Tipo de carga previa de bola de gran tamao o tipo sin precarga) ............................. A15-90Modelo EBC (tabla de dimensiones del modelo EBC Tipo de carga previa de bola de gran tamao o tipo sin precarga) ............................. A15-92Modelo EPA (tipo con precarga) ............ A15-94Modelo EPB (tipo con precarga) ........... A15-96Modelo EPC (tipo con precarga) ........... A15-98

Modelos normalizados en almacn BIF, MDK, MBF y BNF .. A15-100 Estructura y caractersticas ................... A15-101 Tipos y caractersticas .......................... A15-102 Tipos de tuercas y juego axial ................ A15-104

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesExtremos de eje sin acabado ................ A15-106

Modelo BNK standarizado en stock .. A15-128 Caractersticas .................................... A15-129 Tipos y caractersticas .......................... A15-129 Tabla de tipos de husillo de bolas con extremos mecanizados y las unidades

de soportes y abrazaderas de tuercas correspondientes ............... A15-130

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesBNK0401-3 Dimetro de eje: 4; paso: 1 .. A15-132BNK0501-3 Dimetro de eje: 5; paso: 1 .. A15-134BNK0601-3 Dimetro de eje: 6; paso: 1 .. A15-136BNK0801-3 Dimetro de eje: 8; paso: 1 .. A15-138BNK0802-3 Dimetro de eje: 8; paso: 2 .. A15-140BNK0810-3 Dimetro de eje: 8; paso: 10 .. A15-142BNK1002-3 Dimetro de eje: 10; paso: 2 .. A15-144BNK1004-2,5 Dimetro de eje: 10; paso: 4 .. A15-146BNK1010-1,5 Dimetro de eje: 10; paso: 10 .. A15-148BNK1202-3 Dimetro de eje: 12; paso: 2 .. A15-150BNK1205-2,5 Dimetro de eje: 12; paso: 5 .. A15-152

A15-3

BNK1208-2,6 Dimetro de eje: 12; paso: 8 .. A15-154BNK1402-3 Dimetro de eje: 14; paso: 2 .. A15-156BNK1404-3 Dimetro de eje: 14; paso: 4 .. A15-158BNK1408-2,5 Dimetro de eje: 14; paso: 8 .. A15-160BNK1510-5,6 Dimetro de eje: 15; paso: 10 .. A15-162BNK1520-3 Dimetro de eje: 15; paso: 20 .. A15-164BNK1616-3,6 Dimetro de eje: 16; paso: 16 .. A15-166BNK2010-2,5 Dimetro de eje: 20; paso: 10 .. A15-168BNK2020-3,6 Dimetro de eje: 20; paso: 20 .. A15-170BNK2520-3,6 Dimetro de eje: 25; paso: 20 .. A15-172

Modelos BIF, DIK, BNFN, DKN, BLW, BNF, DK, MDK, WHF, BLK/WGF y BNT ............. A15-174

Estructura y caractersticas ................... A15-175 Tipos y caractersticas .......................... A15-179

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesHusillo de bolas de precisin con precarga .. A15-182Husillo de bolas de precisin sin precarga .. A15-216Husillo de bolas de precisin Sin precarga (Tuerca cuadrada) .. A15-246

Cdigo de modelo ................................ A15-248

Modelos DIR y BLR ............................. A15-250 Estructura y caractersticas ................... A15-251 Tipo ................................................... A15-253 Estndares de precisin ....................... A15-254 Ejemplo de ensamblaje......................... A15-256

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo DIR Husillo de bolas de tuerca rotatoria de paso estndar .. A15-258Modelo BLR Husillo de bolas de precisin de tuerca rotatoria de paso largo .. A15-260

Velocidades de rotacin admisible para husillos de bolas rotatorios .. A15-262

Modelos BNS-A, BNS, NS-A y NS ...... A15-264 Estructura y caractersticas ................... A15-265 Tipo ................................................... A15-266 Estndares de precisin ....................... A15-267 Patrones de accin .............................. A15-268 Ejemplo de ensamblaje......................... A15-271 Ejemplo de aplicacin con resortes ........ A15-272 Precauciones de uso ............................ A15-273

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo BNS-A Tipo compacto: movimiento recto curvado ... A15-274Modelo BNS Tipo de carga pesada: movimiento recto curvado... A15-276Modelo NS-A Tipo compacto: movimiento recto .. A15-278Modelo NS Tipo de carga pesada: Movimiento lineal .. A15-280

Modelos JPF, BTK, MTF, WHF, BLK/WTF, CNF y BNT .. A15-282

Estructura y caractersticas ................... A15-283 Tipos y caractersticas .......................... A15-284

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesHusillo de bolas laminado de tipo de precarga ...... A15-288Husillo de bolas laminado de tipo sin precarga ....... A15-290Husillo de bolas laminado de tipo sin precarga (tuerca cuadrada) ....... A15-296

Cdigo de modelo ................................ A15-298

Modelo MTF .......................................... A15-300 Estructura y caractersticas ................... A15-301 Tipos y caractersticas .......................... A15-301

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesExtremos de eje sin acabado Modelo MTF de husillo de bolas laminado .. A15-302

Modelo BLR .......................................... A15-304 Estructura y caractersticas ................... A15-305 Tipo ................................................... A15-305 Estndares de precisin ....................... A15-306 Ejemplo de ensamblaje......................... A15-307

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo BLR Husillo de bolas laminado de tuerca rotatoria de paso largo .. A15-308

Longitud mxima del eje de husillo de bolas .. A15-310

Accesorios del husillo de bolas ......... A15-313Modelos EK, BK, FK, EF, BF y FF ....... A15-314

Estructura y caractersticas ................... A15-314 Tipo ................................................... A15-316 Tipos de unidades con soporte y dimetros exteriores aplicables del eje .. A15-317 Modelos de cojinetes y valores caractersticos .. A15-318 Ejemplo de instalacin .......................... A15-319 Procedimiento de montaje ..................... A15-320 Tipos de formas recomendadas para los extremos de eje .. A15-322

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesModelo EK Unidad con soporte tipo cuadrada en el lateral fi jo .. A15-324Modelo BK Unidad con soporte tipo cuadrada en el lateral fi jo .. A15-326Modelo FK Unidad con soporte tipo redonda en el lateral fi jo... A15-328Modelo EF Unidad con soporte tipo cuadrada en el lateral con soporte ... A15-332Modelo BF Unidad con soporte tipo cuadrada en el lateral con soporte ... A15-334Modelo FF Unidad con soporte tipo redonda en el lateral con soporte ... A15-336Formas recomendadas de extremos de eje - Forma H (H1, H2 y H3) (Para los modelos FK y EK de unidades con soporte) ............ A15-338Formas recomendadas de los extremos de eje - Forma J (J1, J2 y J3) (Para el modelo BK de unidad con soporte) ...................... A15-340Formas recomendadas de los extremos de eje - Forma K (Para los modelos FF, EF y BF de la unidad con soporte) .... A15-342

A15-4

Modelo MC ........................................... A15-344 Estructura y caractersticas ................... A15-344 Tipo ................................................... A15-344

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesAbrazadera de tuerca ............................ A15-345

Modelo RN ............................................ A15-346 Estructura y caractersticas ................... A15-346 Tipo ................................................... A15-346

Diagrama de dimensiones, tabla de dimensionesTuerca de bloqueo ................................. A15-347

Opciones .............................................. A15-349Proteccin contra la contaminacin....... A15-350Lubricacin ............................................ A15-351Resistencia contra la corrosin (tratamiento de la superfi cie, etc.) .. A15-351Retn de proteccin contra la contaminacin para husillos de bolas A15-352Anillo rascador W .................................. A15-353Cubierta contra el polvo para husillos de bolas ... A15-355Lubricador QZ........................................ A15-356Dimensiones de cada modelo con accesorios .. A15-358

Dimensiones del la tuerca del husillo de bolas instalada con un anillo rascador W y un lubricador QZ ......................................... A15-358

Especifi caciones de los fuelles............... A15-366

Descripcin del modelo ...................... A15-367 Cdigo de modelo ................................ A15-367 Notas sobre los pedidos ....................... A15-371

Precauciones de uso........................... A15-372

A15-5

Al utilizar un motor paso a paso (motor de impulso) .. B15-68Ejemplos de seleccin de un husillo de bolas .. B15-69

Equipo de transferencia de alta velocidad (uso horizontal) .. B15-69 Sistema de transporte vertical ................ B15-83

Opciones .............................................. B15-95Proteccin contra la contaminacin....... B15-96Lubricacin ............................................ B15-97Resistencia contra la corrosin (tratamiento de la superfi cie, etc.) .. B15-97Retn de proteccin contra la contaminacin para husillos de bolas .... B15-98Anillo rascador W .................................. B15-99Cubierta contra el polvo para husillos de bolas ....... B15-101Lubricador QZ........................................ B15-102

Procedimiento de montaje y mantenimiento .. B15-104Procedimiento de montaje ..................... B15-104

Instalacin de la unidad con soporte ....... B15-104 Instalacin en la mesa y la base ............ B15-104 Control de precisin y ajuste completo de la unidad con soporte .. B15-105 Conexin con el motor .......................... B15-105

Mtodo de mantenimiento ..................... B15-106 Cantidad de lubricante .......................... B15-106

Descripcin del modelo ...................... B15-107 Cdigo de modelo ................................ B15-107 Notas sobre los pedidos ....................... B15-111

Precauciones de uso........................... B15-112

Tipos y caractersticas ........................ B15-6Caractersticas del husillo de bolas ....... B15-6

Par de torsin de impulso igual a un tercio del tornillo deslizante .. B15-6 Ejemplos de clculo del par de torsin motriz ... B15-8 Garanta de alta precisin ..................... B15-9 Capaz de lograr microalimentacin ......... B15-10 Alta rigidez sin retroceso ....................... B15-11 Capaz de lograr una alimentacin rpida .. B15-12

Tipos de husillos de bolas ..................... B15-14

Procedimiento de seleccin ............... B15-16Diagrama de fl ujo para seleccionar un husillo de bolas .. B15-16Precisin del husillo de bolas ................ B15-19

Precisin del ngulo de paso ................. B15-19 Precisin de la superfi cie de montaje ...... B15-22 Juego axial ......................................... B15-27 Precarga ............................................ B15-28 Ejemplo de clculo del par de torsin de precarga .. B15-31

Seleccin de un eje de husillo ............... B15-32 Longitud mxima del eje del husillo ........ B15-32 Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso para el husillo

de bolas de precisin ....................................... B15-34 Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso del husillo de bolas laminado B15-35

Mtodo de montaje del eje de husillo de bolas .. B15-36Carga axial admisible ............................ B15-38Velocidad de rotacin admisible ............ B15-40Seleccin de una tuerca ........................ B15-43

Tipos de tuercas .................................. B15-43Seleccin de un cdigo de modelo........ B15-46

Clculo de la carga axial ....................... B15-46 Factor de seguridad esttico.................. B15-47 Anlisis de la vida til ........................... B15-48

Anlisis de la rigidez .............................. B15-51 Rigidez axial del sistema de husillos de alimentacin .. B15-51

Anlisis de la precisin de posicionamiento .. B15-55 Causas de error en la precisin de posicionamiento .. B15-55 Anlisis de la precisin del ngulo de paso .. B15-55 Anlisis del juego axial ......................... B15-55 Anlisis del juego axial del sistema de husillo de alimentacin .. B15-57 Ejemplo de consideracin de la rigidez de un sistema de husillo de alimentacin . B15-57 Anlisis del desplazamiento trmico debido a la generacin de calor .. B15-59 Anlisis del cambio de orientacin durante el recorrido .. B15-60

Anlisis del par de torsin de rotacin... B15-61 Par de torsin de friccin debido a una carga externa .. B15-61 Par de torsin debido a una precarga sobre el husillo de bolas ... B15-62 Par de torsin requerido para la aceleracin .. B15-63 Investigacin de la resistencia terminal de los ejes de husillo de bolas .. B15-64

Anlisis del motor de impulso ................ B15-66 Al utilizar un servomotor ....................... B15-66

B Libro de soporte (separado)

A15-6

Tipos de husillos de bolas

Modelo SBNPrecarga de ajusteAlta velocidad

Modelo SBKPrecarga de ajusteAlta velocidad paso largo

Precarga

Modelo HBNCarga elevada

Sin precarga

Husillo de bolas

Nivel de precisin

Jaula de bolas Bola convencional

Tuerca cuadradaModelo BNT

Tuerca delgadaModelo DK

MiniaturaModelo MDK

Paso largoModelo BLK

Paso largoModelo WGF

Sin precargaModelo BNFTuerca estndar

Modelo BIF

Modelo DIKTuerca delgada

Modelo DKNTuerca delgada

Modelo BLWPaso largo

Precarga

Modelo BNFNCon extremos de eje sin acabado

Con extremos de eje sin acabado

Modelo DIRTuerca rotativa

PrecargaModelo BLR

Paso largoTuerca rotativa

Sin precarga

Modelo BIFCon extremos de eje sin acabado

PrecargaModelo MDK

Con extremos de eje sin acabado

Modelo MBFCon extremos de eje sin acabado

Modelo BNFCon extremos de eje sin acabado

Sin precarga

Modelo BNKExtremos de eje acabados

Precarga, sin precarga

Sin precarga

Modelo NSTuerca estndar

Modelo BNSTuerca estndar

Normalizado en almacn Husillo de bolas de precisin / nervado

Rotativo de precisin

Modelo SBKH

Modelo SDACompacto

Alta velocidad

Carga elevadaAlta velocidad

Paso largoModelo WHF

A15-7

Husillos de bolas

MiniaturaModelo MTF

Tuerca cuadradaModelo BNT

Paso largoModelo BLK

Paso largoModelo CNF

Sin precargaModelo BTKTuerca estndar

PrecargaModelo JPFPrecarga de presin constanteTuerca delgada

Modelo BLRPaso largo

Tuerca rotativa

Sin precarga

Laminado

Bola convencional

Rotativo laminado

Perifricos del husillo de bolas

Abrazadera de tuerca

Unidad de soporte

Modelo EF

Modelo BF

Modelo MC

Tuerca de bloqueo

Modelo RN

Modelo EK

Modelo BK

Modelo FK Modelo FF

Modelo MTF

Sin precarga

Extremos de eje sin acabado

Lateral con soporteLateral fijo

Extremos de eje sin acabado

Paso largoModelo WTF

Paso largoModelo WHF

Tipos y caractersticasTipos de husillos de bolas

A15-8

Inicio de la seleccinSeleccin de las condiciones

Estimacin de la longitud del eje

Anlisis de la carga axial admisible

Seleccin de la velocidad de rotacin admisible

Seleccin de paso

Seleccin de un dimetro de eje husillo de bolas

Seleccin de un mtodo de montaje del eje del husillo

Clculo de la carga axial admisible

Seleccin de un cdigo de modelo (tipo de tuerca)

Precisin del paso

Seleccin de la precisin del husillo de bolas

Seleccin del juego axial

Juego axial del husillo de bolas laminado

Juego axial del husillo de bolas de precisin

Husillos de bolas Procedimiento de seleccin

Diagrama de fl ujo para seleccionar un husillo de bolas [Procedimiento de seleccin de husillos de bolas] Para seleccionar un husillo de bolas, es necesario tener en cuenta varios parmetros. El siguiente es una diagrama de fl ujo para seleccionar un husillo de bolas.

A15-10

A15-19 A15-19

A15-11

A15-24

A15-26

A15-26

A15-28

A15-35

A15-30

A15-32

A15-38

A15-9

Husillos de bolas

Anlisis del par de torsin de rotacin

Clculo del par de torsin precarga en el husillo de bolas

Clculo del par de torsin de friccin por parte de una carga externa

Clculo del par de torsin requerido para la aceleracin

Seleccin completada

Anlisis de la vida til

Anlisis de la rigidez

Anlisis de la precisin de posicionamiento

Anlisis del par de torsin de rotacin

Anlisis del motor de impulso

Anlisis de la rigidez

Clculo de la rigidez de la tuerca

Clculo de la rigidez axial del eje del husillo

Clculo de la rigidez del cojinete con soporte

Anlisis de la lubricacin y la proteccin contra la contaminacin

Diseo de seguridad

Procedimiento de seleccinDiagrama de fl ujo para seleccionar un husillo de bolas

A15-40

A15-47

A15-43

A15-45

A15-46

A15-53

A15-54

A15-55

A15-58

A15-350

A15-10

[Condiciones del husillo de bolas] Se requieren las siguientes condiciones para seleccionar un husillo de bolas.

Orientacin de transferencia (horizontal, vertical, etc.) Masa transferida m (kg) Mtodo de gua de tabla (deslizante, basculante) Coefi ciente de friccin de la superfi cie de la gua () Resistencia de la superfi cie de la gua f (N) Carga externa en la direccin axial F (N) Tiempo de vida til deseado L h (h) Longitud de carrera S (mm) Velocidad de funcionamiento V max (m/s) Tiempo de aceleracin t 1 (s) Tiempo de velocidad uniforme t 2 (s) Tiempo de deceleracin t 3 (s)

Aceleracin )2(m/s = Vmax

t1 Distancia de aceleracin 1 =V max t 1 1000/2 (mm) Distancia de velocidad uniforme 2 =V max t 2 1000 (mm) Distancia de deceleracin 3 =V max t 3 1000/2 (mm) Cantidad de vaivenes por minuto n (min 1 ) Precisin de posicionamiento (mm) Repetibilidad de precisin de posicionamiento (mm) Retroceso (mm) Cantidad mnima de alimentacin s (mm/impulso)

Diagrama de velocidad

(mm)

(m/s)

(mm)(s)

1 2 3

t1

Vmax

Vmax

t2 t3

1 2 3

t1 t2S S

t3

Motor de impulso (servomotor de CA, motor paso a paso, etc.) La velocidad de rotacin mxima admisible del motor N MO (min -1 ) Momento de inercia del motor J M (kgm 2 ) Resolucin del motor (impulso/rev) Proporcin de reduccin A ()

A15-11

Husillos de bolas

Precisin del husillo de bolas Precisin del ngulo de paso

Se controla la precisin del husillo de bolas en el ngulo de paso de acuerdo con los estndares JIS (JIS B 1192 - 1997). Se defi nen los niveles de precisin C0 a C5 en la propiedad de linealidad y direccionalidad, y C7 a C10 en el error de distancia de recorrido en relacin con 300 mm.

Longitud de rosca efectiva

Distancia de recorrido nominal

Distancia de recorrido de referencia

Distancia de recorrido real

Distancia de recorrido representativa

Error

de di

stanc

ia de

reco

rrido r

epres

entat

iva

Err

or d

e di

stan

cia

de re

corr

ido

Valor meta de la distancia de recorrido de referencia

Fluctuacin/2

Fluctuacin

Fig.1 Trminos sobre la precisin del ngulo de paso

[Distancia de recorrido real] Es un error de distancia de recorrido medida con un husillo de bolas real.

[Distancia de recorrido de referencia] Generalmente, equivale a la distancia de reco-rrido nominal, pero puede ser un valor con una correccin intencional de la distancia de recorri-do nominal de acuerdo con el uso previsto.

[Valor meta de la distancia de recorrido de referencia] Se puede proporcionar cierta tensin para pre-venir que el eje se desve o ajustar la distancia de recorrido de referencia en un valor "negati-vo" o "positivo" por adelantado dada la posible expansin/contraccin a partir de la tempera-tura o carga externa. En dichos casos, indique un valor meta para la distancia de recorrido de referencia.

[Distancia de recorrido representativa] Es una lnea recta que representa la tendencia en la distancia de recorrido real y se obtiene con el mtodo de mnimos cuadrados a partir de la curva que indica la distancia de recorrido real.

[Error de distancia de recorrido representativa (en )] Es la diferencia entre la distancia de recorrido repre-sentativa y la distancia de recorrido de referencia.

[Fluctuacin] El ancho mximo de la distancia de recorrido real entre dos lneas rectas dibujadas en para-lelo con la distancia de recorrido representativa.

[Fluctuacin/300] Indica una fl uctuacin en comparacin con una longitud de rosca dada de 300 mm.

[Fluctuacin/2] La fl uctuacin en una revolucin del eje.

Procedimiento de seleccinPrecisin del husillo de bolas

A15-12

Tabla1 Precisin del ngulo de paso (Valor admisible) Unidad: m

Husillo de bolas de precisin

Husillo de bolas laminado Niveles

de precisin C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10

Longitud de roscaefectiva Error de distan-cia de recorrido

representativa Fluc

tuac

in

Error de distan-cia de recorrido representativa Fl

uctu

acin


uctu

acin


uctu

acin


uctu

acin

Errorde distancia de recorrido

Errorde distancia de recorrido

Errorde distancia de recorrido Por encima

O menos

100 3 3 3,5 5 5 7 8 8 18 18

50/300 mm

100/300 mm

210/300 mm

100 200 3,5 3 4,5 5 7 7 10 8 20 18

200 315 4 3,5 6 5 8 7 12 8 23 18

315 400 5 3,5 7 5 9 7 13 10 25 20

400 500 6 4 8 5 10 7 15 10 27 20

500 630 6 4 9 6 11 8 16 12 30 23

630 800 7 5 10 7 13 9 18 13 35 25

800 1000 8 6 11 8 15 10 21 15 40 27

1000 1250 9 6 13 9 18 11 24 16 46 30

1250 1600 11 7 15 10 21 13 29 18 54 35

1600 2000 18 11 25 15 35 21 65 40

2000 2500 22 13 30 18 41 24 77 46

2500 3150 26 15 36 21 50 29 93 54

3150 4000 30 18 44 25 60 35 115 65

4000 5000 52 30 72 41 140 77

5000 6300 65 36 90 50 170 93

6300 8000 110 60 210 115

8000 10000 260 140

Nota) Unidad de longitud de rosca efectiva: mm

Tabla2 Fluctuacin en la longitud de rosca de 300 mm y en una revolucin (valor admisible) Unidad: m Niveles de precisin C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10

Fluctuacin/300 3,5 5 7 8 18

Fluctuacin/2 3 4 5 6 8 Tabla3 Tipos y niveles

Tipo Smbolo de la serie Nivel Observaciones

Para posicionamiento Cp 1, 3, 5 Conforme a ISO

Para transporte Ct 1, 3, 5, 7, 10

Nota) Los niveles de precisin tambin aplican a la serie Cp y Ct. Comunquese con THK para obtener ms detalles.

A15-13

Husillos de bolas

Ejemplo: Cuando el paso de un husillo de bolas fabricado se mide con un valor meta para la distan-cia de recorrido de referencia de 9 m/500 mm, se obtienen los siguientes datos.

Tabla4 Datos de medicin en el error de distancia de recorrido Unidad: mm

Posicin de comando (A) 0 50 100 150

Distancia de recorrido (B) 0 49,998 100,001 149,996

Error de distancia de recorrido (AB) 0 0,002 +0,001 0,004

Posicin de comando (A) 200 250 300 350

Distancia de recorrido (B) 199,995 249,993 299,989 349,885

Error de distancia de recorrido (AB) 0,005 0,007 0,011 0,015

Posicin de comando (A) 400 450 500

Distancia de recorrido (B) 399,983 449,981 499,984

Error de distancia de recorrido (AB) 0,017 0,019 0,016

Los datos de medicin se expresan en un grfi co como se muestra en Fig.2 . El error de posicionamiento (A-B) se indica como la distancia de recorrido real mientras que la lnea recta que representa la tendencia del grfi co (A-B) se refi ere a la distancia de recorrido representa-tiva. La diferencia entre la distancia de recorrido de referencia y la distancia de recorrido representativa surge como el error de distancia de recorrido representativa.

Fluctuacin

Distancia de recorrido real

Distancia de recorrido representativa

Valor de ladistancia de recorrido de referencia

Error de distancia de recorrido representativa

Punto de medicin en la rosca (mm)

Err

or d

e di

stan

cia

de re

corr

ido

(m

)

+10

0100 200 300 400 500

8,8m

(AB)

7 m

9 m/500 mm

10

20

30

Fig.2 Datos de medicin en el error de distancia de recorrido

[Mediciones] Error de distancia de recorrido representativa: -7m Fluctuacin: 8,8m


A15-14

Precisin de la superfi cie de montaje

La precisin de la superfi cie de montaje del husillo de bolas cumple con los estndares JIS (JIS B 1192-1997).

Tabla 9

Tabla 8

Tabla 7Tabla 6

Tabla 6Tabla 5 Nota

Tabla 5

Tuerca cuadrada

C

C

CE

C

G

GF

EF

EFEF EF

EF

Nota) Para obtener informacin sobre la desviacin radial total del eje, refi rase a JIS B 1192-1997.

Fig.3 Precisin de la superfi cie de montaje del husillo de bolas

A15-15

Husillos de bolas

[Estndares de precisin de la superfi cie de montaje] Tabla5 a Tabla9 muestran los estndares de precisin de las superfi cies de montaje del husillo de bolas de precisin.

Tabla5 Desviacin radial de la circunferencia del fondo de la rosca en relacin con el eje de la porcin de soporte del eje de husillo

Unidad: m Dimetro exterior

del eje dehusillo (mm)

Desviacin (mxima)

Por encima

O menos C0 C1 C2 C3 C5 C7

8 3 5 7 8 10 14

8 12 4 5 7 8 11 14

12 20 4 6 8 9 12 14

20 32 5 7 9 10 13 20

32 50 6 8 10 12 15 20

50 80 7 9 11 13 17 20

80 100 10 12 15 20 30

Nota) Las medidas de estos artculos incluyen el efecto de la desviacin del dimetro del eje. Por lo tanto, es necesario obte-ner el valor de correccin a partir de la desviacin total del eje, mediante la proporcin de la distancia entre el fulcro y el punto de medicin de la longitud total del eje de husillo, y agregar el valor obtenido a la tabla anterior.

Ejemplo: N. de modelo DIK2005-6RRGO+500LC5

Bloque en VTabla de superficiePunto de medicin

L=500

L1=80

E1 E-F E2 E-F

E1 = e + e e : Valor estndar en Tabla5 (0,012) e : Valor de correccin

e = E2L1L

L : Longitud total del eje L 1 : Distancia entre el fulcro y el punto de medicin E 2 : Desviacin radial total del eje de eje de husillo (0,06)

Nota) Para obtener informacin sobre la desviacin radial total del eje, refi rase a JIS B 1192-1997.

= 0,01

= 0,022E1 = 0,012 + 0,01

80500

= 0,06


A15-16

Tabla6 Perpendicularidad del extremo de la porcin de soporte del eje de husillo al eje de la porcin de soporte

Unidad: m Dimetro exterior del eje de husillo (mm) Perpendicularidad (mxima)

Por encima O menos C0 C1 C2 C3 C5 C7

8 2 3 3 4 5 7

8 12 2 3 3 4 5 7

12 20 2 3 3 4 5 7

20 32 2 3 3 4 5 7

32 50 2 3 3 4 5 8

50 80 3 4 4 5 7 10

80 100 4 5 6 8 11

Tabla7 Perpendicularidad de la superfi cie de montaje de brida del eje de husillo al eje de eje de husillo

Unidad: m

Dimetro de la tuerca (mm) Perpendicularidad (mxima)


20 5 6 7 8 10 14

20 32 5 6 7 8 10 14

32 50 6 7 8 8 11 18

50 80 7 8 9 10 13 18

80 125 7 9 10 12 15 20

125 160 8 10 11 13 17 20

160 200 11 12 14 18 25

Tabla8 Desviacin radial de la circunferencia de la tuerca en relacin con el eje de eje de husillo

Unidad: m

Dimetro de la tuerca (mm) Desviacin (mxima)


20 5 6 7 9 12 20

20 32 6 7 8 10 12 20

32 50 7 8 10 12 15 30

50 80 8 10 12 15 19 30

80 125 9 12 16 20 27 40

125 160 10 13 17 22 30 40

160 200 16 20 25 34 50

Tabla9 Paralelismo de la circunferencia de la tuerca (super-fi cie de montaje plana) al eje de eje de husillo

Unidad: m Longitud de referencia

de montaje (mm) Paralelismo (mximo)


50 5 6 7 8 10 17

50 100 7 8 9 10 13 17

100 200 10 11 13 17 30

[Mtodo de medicin de la precisin de la superfi cie de montaje] Desviacin radial de la circunferencia del extremo del eje de montaje de motor en relacin con los sitios donde van los cojinetes del husillo (consulte Tabla5 en A15-15 )

Apoye el sitio extremo donde van los cojinetes del husillo sobre los bloques en V. Coloque una son-da en la circunferencia del extremo del eje de montaje de motor y registre la mayor diferencia en el comparador de cuadrante como medida mientras gira el eje de husillo una revolucin completa.

Comparador

Bloque en V Bloque en V

Tabla de superficie

A15-17

Husillos de bolas

Desviacin radial de la circunferencia de las roscas de la ranura en relacin con los sitios donde van los cojinetes del husillo (consulte Tabla5 en A15-15 )

Apoye el sitio extremo donde van los cojinetes del husillo sobre los bloques en V. Coloque una son-da en la circunferencia de la tuerca y registre la mayor diferencia en el comparador de cuadrante como medida mientras gira el husillo una revolucin sin girar la tuerca.

Comparador


Tabla de superficie

Perpendicularidad del sitio extremo donde van los cojinetes del husillo respecto de los sitios donde van los cojinetes (consulte Tabla6 en A15-16 )

Apoye las porciones de los sitios donde van los cojinetes del husillo sobre los bloques en V. Coloque una sonda en el extremo de la porcin de soporte del eje de husillo y registre la mayor diferencia en el comparador de cuadrante como medida mientras rota el eje de husillo una revolucin completa.

Comparador


Tabla de superficie

Perpendicularidad de la superfi cie de montaje de brida del husillo respecto de los sitios donde van los cojinetes (consulte Tabla7 en A15-16 )

Apoye la rosca del husillo sobre los bloques en V cerca de la tuerca. Coloque una sonda en el ex-tremo de la brida y registre la mayor diferencia en el comparador de cuadrante como medida mien-tras gira simultneamente el husillo y la tuerca una revolucin completa.

Comparador


Tabla de superficie


A15-18

Desviacin radial de la circunferencia de la tuerca en relacin con el husillo (consulte Tabla8 en A15-16 )

Apoye la rosca del husillo los bloques en V cerca de la tuerca. Coloque una sonda en la circun-ferencia de la tuerca y registre la mayor diferencia en el comparador de cuadrante como medida mientras gira la tuerca una revolucin completa sin rotar el husillo.

Comparador


Tabla de superficie

Paralelismo de la circunferencia de la tuerca (superfi cie de montaje plana) al eje del husillo (consulte Tabla9 en A15-16 )

Apoye la rosca del husillo sobre los bloques en V cerca de la tuerca. Coloque una sonda en la cir-cunferencia de la tuerca (superfi cie de montaje plana) y registre la mayor diferencia en el compara-dor de cuadrante como medida mientras mueve el comparador en paralelo con el husillo.

Comparador de cuadrante


Tabla de superficie

Desviacin radial total del eje del husillo Apoye la porcin de soporte del husillo sobre los bloques en V. Coloque una sonda en la circunferencia del husillo y registre la mayor diferencia en el comparador en diferentes puntos siguiendo la direccin axial como medida mientras gira el eje de husillo una revolucin completa.

Comparador


Tabla de superficie Nota) Para obtener informacin sobre la desviacin radial total del eje del husillo, refi rase a JIS B 1192-1997.

A15-19

Husillos de bolas

Juego axial

[Juego axial del husillo de bolas de precisin] Tabla10 muestra el juego axial del husillo de bolas de precisin. Si la longitud de fabricacin excede el valor en Tabla11 , el juego resultante puede ser parcialmente negativo (carga previa aplicada). Las longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas, que cumplen con los estndares DIN, se proporcionan en Tabla12 . Para obtener el juego axial del husillo de bolas enjaulado de precisin, consulte A15-70 a A15-83 .

Tabla10 Juego axial del husillo de bolas de precisin Unidad: mm

Smbolo del juego G0 GT G1 G2 G3 Juego axial 0 o menos 0 a 0,005 0 a 0,01 0 a 0,02 0 a 0,05

Tabla11 Longitud mxima del husillo de bolas de precisin en el juego axial Unidad: mm

Dimetro exterior del eje del husillo

Juego GT Juego G1 Juego G2 C0 C1 C2C3 C5 C0 C1 C2C3 C5 C0 C1 C2 C3 C5 C7

46 80 80 80 100 80 80 80 100 80 80 80 80 100 120 8 230 250 250 200 230 250 250 250 230 250 250 250 300 300 10 250 250 250 200 250 250 250 250 250 250 250 250 300 300

1213 440 500 500 400 440 500 500 500 440 500 630 680 600 500 14 500 500 500 400 500 500 500 500 530 620 700 700 600 500 15 500 500 500 400 500 500 500 500 570 670 700 700 600 500 16 500 500 500 400 500 500 500 500 620 700 700 700 600 500 18 720 800 800 700 720 800 800 700 720 840 1000 1000 1000 1000 20 800 800 800 700 800 800 800 700 820 950 1000 1000 1000 1000 25 800 800 800 700 800 800 800 700 1000 1000 1000 1000 1000 1000 28 900 900 900 800 1100 1100 1100 900 1300 1400 1400 1400 1200 1200

3032 900 900 900 800 1100 1100 1100 900 1400 1400 1400 1400 1200 1200 364045 1000 1000 1000 800 1300 1300 1300 1000 2000 2000 2000 2000 1500 1500

50556370 1200 1200 1200 1000 1600 1600 1600 1300 2000 2500 2500 2500 2000 2000 80100 1800 1800 1800 1500 2000 4000 4000 4000 3000 3000

Al fabricar el husillo de bolas de nivel de precisin C7 con juego GT o G1, el juego resultante es parcialmente negativa.

Tabla12 Longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas de precisin con juegos axiales (husillos de bolas que cumplen con los estndares DIN) Unidad: mm

Dimetro de eje

Juego GT Juego G1 Juego G2 C3, Cp3 C5, Cp5, Ct5 C3, Cp3 C5, Cp5, Ct5 C3, Cp3 C5, Cp5, Ct5 C7, Cp7

16 500 400 500 500 700 600 500 20, 25 800 700 800 700 1000 1000 1000

32 900 800 1100 900 1400 1200 1200 40 1000 800 1300 1000 2000 1500 1500

50, 63 1200 1000 1600 1300 2500 2000 2000 Al fabricar el husillo de bolas de nivel de precisin C7 (Ct7) con juego GT o G1, la juego resultante es parcialmente negativa. [Juego axial del husillo de bolas laminado] Tabla13 muestra el juego axial del husillo de bolas laminado.

Tabla13 Juego axial del husillo de bolas laminado Unidad: mm

Dimetro exterior del husillo Juego axial (mxima) 6 a 12 0,05

14 a 28 0,1 30 a 32 0,14 36 a 45 0,17

50 0,2


A15-20

Precarga

Se proporciona una precarga con el fi n de eliminar el juego axial y minimizar el desplazamiento bajo una carga axial. Cuando se realiza un posicionamiento de alta precisin, generalmente se proporciona una precar-ga.

[Rigidez del husillo de bolas bajo una carga previa] Cuando se proporciona una precarga al husillo de bolas, aumenta la rigidez de la tuerca. Fig.4 muestra las curvas de desplazamiento elstico del husillo de bolas bajo una precarga y sin precarga.

Sin precarga

Con precarga

Paralela

Carga axial

Des

plaz

amie

nto

axia

l

2ao

0

ao

Ft=3Fao

Fig.4 Curva de desplazamiento elstico del husillo de bolas

A15-21

Husillos de bolas

Fig.5 muestra un tipo de husillo de bolas de tuerca simple.

Fase

Carga externa: 0

Lado B Lado A

Lado B Lado A

Fase

Carga externa: Fa

Fa0Fa0

Fa

FAFB

Fig.5

Lado BLado A

Desplazamiento axial

Desplazamiento del lado B Desplazamiento del lado A

Car

ga a

xial

Aa0

Ba0

a

Fa0

Fa

Ft

FB

FA Fa'

FaFa'

Fig.6

Los lados A y B reciben la precarga Fa 0 cambiando el paso de la muesca en el centro de la tuerca para crear una fase. Debido a la precarga, los lados A y B se desplazan elsticamente a 0 cada uno. Si se aplica una carga axial (Fa) desde el exterior en este estado, el desplazamiento de los lados A y B se calcula de la siguiente manera.

B = a0 -- aA = a0 + a

En otras palabras, las cargas sobre los lados A y B se expresan de la siguiente manera:

FB = Fa0 -- Fa'FA = Fa0 + (Fa -- Fa')

Por lo tanto, bajo una precarga, la carga que recibe el lado A equivale a FaFa'. Esto signifi ca que, debido a que la carga Fa', que se aplica cuando el lado A no recibe ninguna precarga, se resta de Fa, el desplazamiento del lado A es menor. Este efecto se extiende hasta el punto en que el desplazamiento (a 0 ) causado por la precarga apli-cada al lado B llega a cero. Hasta qu nivel se reduce el desplazamiento elstico? La relacin entre la carga axial en el husillo de bolas sin una carga previa y el desplazamiento elstico puede expresarse mediante aFa 2/3 . A partir de Fig.6 , se establecen las siguientes ecuaciones.

constante2a0 = KFt2/3

( )FtFa023

a0 = KFa02/3 (K : )

= 2 Ft = 23/2 Fa0 = 2,8Fa0 3Fa0

Por lo tanto, cuando se proporciona desde el exterior una carga axial (F t ) aproximadamente tres veces ms grande que la carga previa, el husillo de bolas se desplaza a 0 bajo una carga previa. Como resultado, el desplazamiento del husillo de bolas bajo una carga previa es la mitad del desplazamiento (2a 0 ) del husillo de bolas sin una carga previa. Como se indic anteriormente, como la efectividad de la carga previa equivale hasta aproximadamente tres veces la carga previa aplicada, la carga previa ptima es un tercio de la carga axial mxima. Sin embargo, tenga en cuenta que una precarga excesiva impacta negativamente sobre la vida til y la generacin de calor. Como pauta, la precarga debe colocarse a 10% de la capacidad de carga dinmica bsica (Ca) como mxi-mo.


A15-22

[Par de torsin de con precarga] Se controla el par de torsin del husillo precargado en el paso de acuerdo con los estndares JIS (JIS B 1192-1997).

Par de torsinde arranque real

Par de torsin de arranque real

Fluctuacin negativa del par de torsin real

Fluctuacin positiva del par de torsin real

Par de torsin real

Par de torsin real(mnimo)

Par de torsin real

Par de torsin real

(mximo)

Distancia de funcionamiento efectiva de la tuerca

Distancia de funcionamiento efectiva de la tuerca

(Hacia adelante)

(Hacia atrs)

Par de torsin real promedio

Par torsin real promedio

Par de torsin de referencia

Par de torsinde referencia

Fluctuacin de par de torsin

Fluctuacin de par de torsin

Par

de

tors

in

de fr

icci

n

0

Fig.7 Trminos del par de torsin de carga previa

Par de torsin dinmico con precarga Es el par de torsin requerido para rotar con-tinuamente el eje de husillo de un husillo de bolas bajo una carga previa dada sin una carga externa aplicada.

Par de torsin real El par de torsin con precarga dinmico medido con un husillo de bolas real.

Fluctuacin de par de torsin Es la variacin en un par de torsin de precarga dinmico con un ajuste segn un valor meta. Puede ser positivo o negativo en relacin con el par de torsin de referencia.

Coefi ciente de fl uctuacin del par de torsin Es la proporcin de la fl uctuacin del par de tor-sin con el par de torsin de referencia.

Par de torsin de referencia Es un par de torsin de carga previa dinmico que se fi ja como meta.

Clculo del par de torsin de referencia Mediante la siguiente ecuacin (4), se obtiene el par de torsin de referencia de un husillo de bolas que se proporciona con una carga previa.

4

Fa0Ph2Tp = 0,05 (tan)

0,5

T p : Par de torsin de referencia (N-mm) : ngulo de paso Fa 0 : Carga previa aplicada (N) Rh : Paso (mm)

A15-23

Husillos de bolas

Ejemplo: Cuando se proporciona una precarga de 3000 N al modelo BIF4010-10G0 + 1500LC3 de husillo de bolas con una longitud de rosca de 1300 mm (dimetro de eje: 40 mm; dimetro de bola centro a centro: 41,75 mm; paso: 10 mm), el par de torsin de precarga del husillo de bolas se calcula siguiendo los pasos que se indican a continuacin.

Clculo del par de torsin de referencia : ngulo de paso

pasodimetro de bola centro a centro

tan = = = 0,07621041,75

Fa 0 : Precarga aplicada=3000 N Ph : Paso = 10 mm

3000 102

Fa0Ph2

Tp = 0,05 (tan)0,5 = 0,05 (0,0762)0,5 = 865N mm

Clculo de fl uctuacin de par de torsin

longitud de roscadimetro exterior del eje del husillo

130040

= = 32,5 40

Por lo tanto, si el par de torsin de referencia en Tabla14 est entre 600 y 1000 N-mm, lo longitud de rosca efectiva es de 4000 mm o menos y el nivel de precisin es C3, se obtiene un coefi ciente de fl uctuacin de par de torsin es de 30%. Como resultado, se calcula la fl uctuacin de par de torsin de la siguiente manera. 865(10,3) = 606 Nmm a 1125 Nmm Resultado Par de torsin de referencia : 865 N-mn Fluctuacin de par de torsin : 606 N-mm a 1125 N-mm

Tabla14 Rango de tolerancia de la fl uctuacin de par de torsin

Par de torsin de referencia

Nmm

Longitud de rosca efectiva

4000 mm o menos Por encima de 4000 mm y 10000 mm o menos

longitud de roscadimetro exterior del eje del husillo

40

longitud de roscadimetro exterior del eje del husillo40 <

A15-24

Seleccin de un husillo Longitud mxima del husillo

Tabla15 muestra las longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas de precisin por niveles de precisin, Tabla16 muestra las longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas de preci-sin que cumplen con los estndares DIN por niveles de precisin, y Tabla17 muestra las longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas laminados por niveles de precisin. Si las dimensiones del eje exceden los lmites de fabricacin en Tabla15 , Tabla16 o Tabla17 , pnga-se en contacto con THK.

Tabla15 Longitud mxima del husillo de bolas de precisin por nivel de precisin Unidad: mm

Dimetro exterior deleje de husillo

Longitud total del eje de husillo

C0 C1 C2 C3 C5 C7

4 90 110 120 120 120 120

6 150 170 210 210 210 210

8 230 270 340 340 340 340

10 350 400 500 500 500 500

12 440 500 630 680 680 680

13 440 500 630 680 680 680

14 530 620 770 870 890 890

15 570 670 830 950 980 1100

16 620 730 900 1050 1100 1400

18 720 840 1050 1220 1350 1600

20 820 950 1200 1400 1600 1800

25 1100 1400 1600 1800 2000 2400

28 1300 1600 1900 2100 2350 2700

30 1450 1700 2050 2300 2570 2950

32 1600 1800 2200 2500 2800 3200

36

2000

2100 2550 2950 3250 3650

40 2400 2900 3400 3700 4300

45 2750 3350 3950 4350 5050

50 3100 3800 4500 5000 5800

55 3450 4150 5300 6050 6500

63

4000

5200 5800 6700 7700

70

6300

6450 7650 9000

80 7900 9000 10000

100 10000 10000

A15-25

Husillos de bolas

Tabla16 Longitudes lmite de fabricacin de los husillos de bolas de precisin (husillos de bolas que cumplen con los estndares DIN) Unidad: mm

Dimetro de eje Eje rectifi cado Eje CES

C3 C5 C7 Cp3 Cp5 Ct5 Ct7

16 1050 1100 1400 1050 1100 1100 1400

20 1400 1600 1800 1400 1600 1600 1800

25 1800 2000 2400 1800 2000 2000 2400

32 2500 2800 3200 2500 2800 2800 3200

40 3400 3700 4300 3400 3700 3700 4300

50 4500 5000 5800

63 5800 6700 7700

Tabla17 Longitud mxima del husillo de bolas laminado por nivel de precisin Unidad: mm

Dimetro exterior del husillo

Longitud total del husillo

C7 C8 C10

6 a 8 320 320

10 a 12 500 1000

14 a 15 1500 1500 1500

16 a 18 1500 1800 1800

20 2000 2200 2200

25 2000 3000 3000

28 3000 3000 3000

30 3000 3000 4000

32 a 36 3000 4000 4000

40 3000 5000 5000

45 3000 5500 5500

50 3000 6000 6000

Procedimiento de seleccinSeleccin de un husillo

A15-26

Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso para el husillo de bolas de precisin

Tabla18 muestra las combinaciones estndar de los dimetros del eje y pasos de los husillos de bolas de precisin, y Tabla19 muestra las combinaciones estndar de los dimetros del eje y pasos de los husillos de bolas de precisin que cumplen con los estndares DIN. Para obtener las combinaciones estndar del dimetro de eje y el paso del husillo de precisin con jaula de bolas, consulte A15-70 a A15-83 . Si se requiere un husillo de bolas que no se encuentra en la tabla, pngase en contacto con THK.

Tabla18 Combinaciones estndar del eje de husillo y paso (husillo de bolas de precisin) Unidad: mm

Dimetro exterior del eje de husillo

Paso

1 2 4 5 6 8 10 12 15 16 20 24 25 30 32 36 40 50 60 80 90 100 4 5 6 8

10 12 13 14 15 16 18 20 25 28 30 32 36 40 45 50 55 63 70 80 100 120

: productos en existencia [productos normalizados en almacn con los husillos estandarizados (con extremos de eje sin acabado/extremos de eje con acabado)] : seminormalizado en almacn

Tabla19 Combinaciones estndar de dimetros exteriores y pasos de los ejes de husillo (husillos de bolas que cumplen con los estndares DIN) Unidad: mm

Dimetro de eje Paso

5 10 20 16 20 25 32 40 50 63

: Eje rectifi cado, eje CES : Slo eje rectifi cado : Slo modelo EB (sin precarga)

A15-27

Husillos de bolas

Combinaciones estndar del dimetro de eje y paso del husillo de bolas laminado

Tabla20 muestra las combinaciones estndar del dimetro de eje y el paso del husillo de bolas la-minado.

Tabla20 Combinaciones estndar de eje de husillo y paso (husillo de bolas laminado) Unidad: mm

Dimetro exterior deleje de husillo

Paso

1 2 4 5 6 8 10 12 16 20 24 25 30 32 36 40 50 60 80 100

6

8

10

12

14

15

16

18

20

25

28

30

32

36

40

45

50

: normalizado en almacn : seminormalizado en almacn

Procedimiento de seleccinSeleccin de un husillo

A15-28

Mtodo de montaje del husillo de bolas Fig.8 a Fig.11 muestran los mtodos de montaje representativos para el husillo. La carga axial admisible y la velocidad de rotacin admisible varan de acuerdo con el mtodo de montaje del husillo. Por lo tanto, es necesario seleccionar un mtodo de montaje apropiado de acuerdo con las condiciones especfi cas.

Distancia entre dos superficies de montaje (velocidad de rotacin admisible)

Distancia entre dos superficies de montaje (carga axial admisible)

Fijo Fijo Libre

Fig.8 Mtodo de montaje del husillo: fi jo - libre



Fijo ModelosFijo

Fig.9 Mtodo de montaje del husillo: fi jo - con soporte

A15-29

Husillos de bolas



FijoFijo Fijo

Fig.10 Mtodo de montaje del husillo: fi jo - fi jo


FijoFijo

Fijo

Fig.11 Mtodo de montaje para el husillo de bolas de tuerca rotatoria: fi jo - fi jo

Procedimiento de seleccinMtodo de montaje del husillo de bolas

A15-30

Carga axial admisible [Deformacin en el eje] Con el husillo de bolas, es necesario seleccionar un eje para que no se deforme al aplicar la mxi-ma carga de compresin en la direccin axial. Fig.12 en A15-31 muestra la relacin entre el dimetro de eje y la carga de deformacin. Si desea determinar una carga de deformacin a travs de un clculo, puede obtenerse a partir de la ecuacin (5) a continuacin. Tenga en cuenta que en esta ecuacin, se multiplica un factor de seguridad de 0,5 con el resultado.

5

d14

a2P1 = 0,5 = 2 1041

2E Ia2

P 1 : Carga de deformacin (N) a : Distancia entre dos superfi cies de montaje (mm) E : Mdulo de Young (2,0610 5 N/mm 2 ) I : Momento geomtrico mnimo de inercia del eje (mm 4 )

d1: dimetro menor de rosca del eje de husillo (mm)I = d14

64 1 , 2 =Factor de acuerdo con el mtodo de montaje Fijo - libre 1 =0,25 2 =1,3 Fijo - con soporte 1 =2 2 =10 Fijo - fi jo 1 =4 2 =20 [Carga de compresin de traccin admisible sobre el eje] Si se aplica una carga axial al husillo de bolas, no slo debe tener en cuenta la carga de deforma-cin sino tambin la carga de compresin de traccin admisible en relacin con el esfuerzo de de-formacin sobre el eje de husillo. La carga de compresin de traccin admisible se obtiene a partir de la ecuacin (6).

6P2 = d12 = 116d124

P 2 : Carga de compresin de traccin admisible (N) : Esfuerzo de compresin de traccin admisible (147 MPa) d 1 : Dimetro menor de rosca del eje de husillo (mm)

A15-31

Husillos de bolas

Fijo - libre

Fijo - con soporte

Fijo - fijo

Mtodo de montaje Carga axial (kN)

Dis

tanc

ia e

ntre

dos

sup

erfic

ies

de m

onta

je (m

m)

22210,80,60,4 10 864864 102

222108642 864864 102

42 24210864 86486 102

103

103

200

400

600

800

1000

2000

4000

6000

8000

10000

45

80

70

63

55

50

100

40

36

32 30

28 25

20

18 16

15 14

12

10

8

6

Fig.12 Diagrama de la carga de compresin de traccin admisible

Procedimiento de seleccinCarga axial admisible

A15-32

Velocidad de rotacin admisible [Velocidad peligrosa del eje] Cuando la velocidad de rotacin alcanza una gran magnitud, el husillo de bolas puede resonar y eventualmente quedar obsoleto debido a la frecuencia natural del eje. Por lo tanto, se debe elegir un modelo para que se utilice por debajo del punto de resonancia (velocidad peligrosa). Fig.13 en A15-34 muestra la relacin entre el dimetro de eje de husillo y una velocidad pe-ligrosa. Si desea determinar una velocidad peligrosa a travs de un clculo, puede obtenerse a partir de la ecuacin (7) a continuacin. Tenga en cuenta que en esta ecuacin, se multiplica un factor de se-guridad de 0,8 con el resultado.

7

d1b2

E 103 I A

60 12

2 b2N1 = 0,8 = 2 107

N 1 : Velocidad de rotacin admisible determinada por la velocidad peligrosa (min -1 ) b : Distancia entre dos superfi cies de montaje (mm) E : Mdulo de Young (2,0610 5 N/mm 2 ) I : Momento geomtrico mnimo de inercia del eje (mm 4 )

d1: dimetro menor de la rosca del eje del husillo (mm)I = d14

64 : Densidad (gravedad especfi ca) (7,8510 -6 kg/mm 3 ) A : rea transversal del eje de husillo (mm 2 )

A = d12

4 1 , 2 : Factor de acuerdo con el mtodo de montaje Fijo - libre 1 =1,875 2 =3,4 Con soporte - con soporte 1 =3,142 2 =9,7 Fijo - con soporte 1 =3,927 2 =15,1 Fijo - fi jo 1 =4,73 2 =21,9

A15-33

Husillos de bolas

[Valor de DN] La velocidad de rotacin admisible del husillo de bolas debe obtenerse a partir de la velocidad peli-grosa del eje y del valor de DN. La velocidad de rotacin admisible determinada por el valor de DN se obtiene utilizando las ecua-ciones (8) a (15) a continuacin.

Pre

cisi

n

Jaula de bolas

Paso largo

Modelo SBK(SBK3636, SBK4040 y SBK5050)

8-1N2 = 210000D

Modelo SBK (Para casos distintos de los nmeros de modelo anteriores y el modelo SBK * de tipo pequeo)

8-2N2 = 160000D

Paso estndar Modelos SBN, HBN y SBKH

9N2 =130000D

Bolacompleta con accesorios

Paso largo Modelo WHF

10N2 = 120000

D Modelo WGF

11N2 = 70000

D

Paso largo Modelos BLW, BLK, DIR y BLR

Paso estndar Modelos BIF, DIK, BNFN, DKN, BNF, BNT, DK, MDK, MBF, BNK, BNS y NS

Bola completa con ac-cesorios (que cumplen con los estndares DIN)

Paso estndar Modelos EBA, EBB, EBC, EPA, EPB y EPC 12N2 =100000

D

Lam

inad

o

Bolacompleta con accesorios

Paso superior Modelo WHF

13N2 = 100000

D Modelos WTF y CNF

14N2 = 70000

D Paso largo Modelos BLK y BLR

Paso estndar Modelos JPF, BTK, BNT y MTF 15

50000D

N2 =

N 2 : Velocidad de rotacin admisible determinada por el valor de DN (min -1 (rpm)) D : Dimetro de bola centro a centro (se indica en las tablas de especifi cacin del cdigo de modelo respectivo) De la velocidad de rotacin admisible determinada por la velocidad peligrosa (N 1 ) y la velocidad de rotacin admisible determinada por el valor de DN (N 2 ), la velocidad de rotacin inferior se conside-ra la velocidad de rotacin admisible. Para los modelos SBK* de tipo pequeo (SBK1520 a 3232) y SDA, la mxima velocidad de rotacin admisible (N 2 ) se muestra en la tabla de dimensiones. (Consulte las tablas de dimensiones en las pginas A15-74 a A15-75 , y A15-78 a A15-79 ). Si la velocidad de rotacin de servicio supera N 2 , comunquese con THK.

Procedimiento de seleccinVelocidad de rotacin admisible

A15-34

Fijo - libre

Fijo - con soporte

Fijo - fijo

Mtodo de montaje

Velocidad de rotacin (min-1)

Dis

tanc

ia e

ntre

dos

sup

erfic

ies

de m

onta

je (m

m)

4 46 8 2 2102 6 8 103

2 4 6 8 2103 4 6 8 104

42 26 8 1044 6 8 103

200

400

600

800

1000

2000

4000

6000

8000

10000

100 80 70 63 55 50 45 40 32 30 28 25

18 16 15 14 12

36

20

10 8 6

Fig.13 Diagrama de la velocidad de rotacin admisible

A15-35

Husillos de bolas

Seleccin de una tuerca Tipos de tuercas

Las tuercas de los husillos de bolas se categorizan segn el mtodo de circulacin de las bolas en el tipo de tubera de retorno, el tipo de defl ector y el tipo de tapn de extremo. Estos tres tipos de tuercas se describen a continuacin. Adems de los mtodos de circulacin, los husillos de bolas se categorizan tambin segn el mto-do de precarga.

[Tipos segn el mtodo de circulacin de las bolas] Tipo de tubera de retorno (Modelos SBN, BNF, BNT, BNFN, BIF y BTK) Tipo de pieza de retorno (Modelo HBN)

Estos son los tipos ms comunes de tuercas que utilizan una tubera de retorno para la circulacin de las bolas. La tubera de retorno permite recoger las bolas, pasarlas a travs de la tubera y regresarlas a sus posiciones origi-nales para completar as un movimiento infi nito.

Prensadora de tubera

Tubera de retorno

Eje del husillo

Bola

Retn de laberinto

Tuerca de husillo de bolas


Ejemplo de estructura de la tuerca de tubera de retorno

Tipo de defl ector (Modelos DK, DKN, DIK, JPF y DIR)

Estos son los tipos ms compactos de tuerca. Las bolas cambian de direccin de recorrido con un defl ector, pasan por la circunferencia del eje de husillo y regresan a sus posiciones origi-nales para completar as un movimiento infi nito.

Deflector Eje del husillo

Bola

Orificio de engrasado

Retn de laberinto


Ejemplo de estructura de tuerca sencilla

Tipo de tapn de extremo: Tuerca de gran paso(Modelos SBK, SDA SBKH, WHF, BLK, WGF, BLW, WTF, CNF y BLR)

Estas tuercas son las ms adecuadas para una alimentacin rpida. Las bolas se recogen con un tapn de extremo, pasan a travs del orifi cio pasante de la tuerca y regresan a sus posicio-nes originales para completar as un movimien-to infi nito.

Retn frontal

Eje del husillo

Bola

Orificio de engrasado

Retn frontalTuerca de husillo de bolas

Ejemplo de estructura de la tuerca de paso largo

Procedimiento de seleccinSeleccin de una tuerca

A15-36

[Tipos segn el mtodo de precarga] Carga previa en punto fi jo

Precarga de tuerca doble (Modelos BNFN, DKN y BLW) Se inserta un espaciador entre dos tuercas para proporcionar una precarga.

(3,5 a 4,5) pasos + precargaEspaciador

Precarga aplicada Precarga aplicada

Modelo BLWModelo DKNModelo BNFN

Precarga de ajuste (Modelos SBN, BIF, DIK, SBK y DIR) Ms compacto que el mtodo de tuerca doble, la precarga de ajuste proporciona una precarga cambiando el paso de muesca de la tuerca sin utilizar un espaciador.

0,5 paso + precarga

Precarga aplicada Precarga aplicada

Modelo SBK Modelo DIR

Modelo BIF Modelo DIKModelo SBN

A15-37

Husillos de bolas

Precarga de presin constante (Modelo JPF) Con este mtodo, se instala una estructura de resorte casi en el medio de la tuerca y esto propor-ciona una precarga cambiando el paso de la muesca en el medio de la tuerca.

4 pasos precarga

Carga previa aplicadaCarga previa aplicada

Seccin de resorteModelo JPF

Procedimiento de seleccinSeleccin de una tuerca

A15-38

Seleccin de un cdigo de modelo Clculo de la carga axial [En el montaje horizontal] Con sistemas de transporte normales, la carga axial (Fa n ) aplicada, cuando el trabajo realiza una repeticin horizontal, se obtiene de la ecuacin que se muestra a continuacin.

2120

19

18

17

16

Fa2= mg + f

Fa5= mg fFa6= mg f + m

Fa4= mg f mFa3= mg + f m

Fa1= mg + f + m

V max : Velocidad mxima (m/s) t 1 : Tiempo de aceleracin (m/s)

: Aceleracin )2(m/s =

Vmaxt1

Fa 1 : Carga axial durante la aceleracin hacia adelante (N) Fa 2 : Carga axial durante el movimiento uniforme hacia adelante (N) Fa 3 : Carga axial durante la deceleracin hacia adelante (N) Fa 4 : Carga axial durante la aceleracin hacia atrs (N) Fa 5 : Carga axial durante el movimiento uniforme hacia atrs (N)

Carga axial: FanMasa: m

Superficie de la guaCoeficiente de friccin: Resistencia sin carga: fAceleracin gravitacional: g

Fa 6 : Carga axial durante la deceleracin hacia atrs (N) m : Masa transferida (kg) : Coefi ciente de friccin de la superfi cie de la gua () f : Resistencia de la superfi cie de la gua (sin carga) (N)

[En el montaje vertical] Con sistemas de transporte normales, la carga axial (Fa n ) aplicada, cuando el trabajo realiza una repeticin vertical, se obtiene de la ecuacin que se muestra a continuacin.

2726

25

24

23

22

Fa5= mg fFa6= mg f + m

Fa4= mg f mFa3= mg + f m

Fa1= mg + f + mFa2= mg + f

V max : Velocidad mxima (m/s) t 1 : Tiempo de aceleracin (m/s)

: Aceleracin )2(m/s =

Vmaxt1

Fa 1 : Carga axial durante la aceleracin hacia arriba (N) Fa 2 : Carga axial durante el movimiento uniforme hacia arriba (N) Fa 3 : Carga axial durante la deceleracin hacia arriba (N) Fa 4 : Carga axial durante la aceleracin hacia abajo (N) Fa 5 : Carga axial durante el movimiento uniforme hacia abajo (N)

Cargaaxial: Fan

Masa: m

Superficie de la guaCoeficiente de friccin: Resistencia sin carga : f

Des

cens

oA

scen

so

Fa 6 : Carga axial durante la deceleracin hacia abajo (N) m : Masa transferida (kg) f : Resistencia de la superfi cie de la gua (sin carga) (N)

A15-39

Husillos de bolas

Factor de seguridad esttico

La capacidad de carga esttica bsica (C 0 a) suele equivaler a la carga axial admisible de un husillo de bolas. Dependiendo de las condiciones, se debe tener en cuenta el siguiente factor de seguridad esttico en comparacin con la carga calculada. Cuando el husillo de bolas se encuentra en movi-miento o inmvil, puede aplicarse una fuerza externa inesperada a travs de una inercia causada por el impacto, o por la puesta en marcha y el apagado.

28Famax = C0a

fS Fa max : Carga axial permitida (kN) C 0 a : Capacidad de carga esttica bsica * (kN) f S : Factor de seguridad esttico (consulte Tabla21 )

Tabla21 Factor de seguridad esttico (f S )

Mquina que utilizael sistema LM Condiciones de carga

Lmitems bajo

de f S

Maquinaria indus-trial general

Sin vibracin ni impacto 1,0 a 3,5

Con vibracin o impacto 2,0 a 5,0

Mquina-herramienta

Sin vibracin ni impacto 1,0 a 4,0

Con vibracin o impacto 2,5 a 7,0

*La capacidad de carga esttica bsica (C 0 a) es una carga esttica con una direccin y una magnitud constantes en las que la suma de la deformacin permanente del elemento giratorio y la de la ranura en el rea de contacto bajo el esfuerzo mxi-mo equivale a 0,0001 veces el dimetro del elemento basculante. Con el husillo de bolas, se defi ne como carga axial. (Los valores especfi cos de cada modelo husillo de bolas se indican en las tablas de especifi cacin del correspondiente cdigo de modelo.)

[Margen de seguridad de carga admisible (Modelos HBN y SBKH)] El modelo HBN de husillo de bolas de carga elevada y el modelo SBKH de husillo de bolas de carga y velocidad elevadas, en comparacin con husillos de bolas anteriores, estn disea-dos para lograr una vida til ms prolongada bajo condiciones de carga elevada, y para la car-ga axial se debe considerar la carga admisible Fp. La carga admisible Fp indica la mxima carga axial que puede recibir el husillo de bolas de carga elevada, y este lmite no debe superarse.

29> 1Fp

Fa Fp : Carga axial admisible (kN) Fa : Carga axial aplicada (kN)

Procedimiento de seleccinSeleccin de un cdigo de modelo

A15-40

Anlisis de la vida til

[Vida til del husillo de bolas] El husillo de bolas en movimiento, bajo una carga externa, recibe esfuerzos repetidos en sus ranu-ras y bolas. Cuando el esfuerzo llega al lmite, la ranura se avera a raz de la fatiga y sus superfi -cies se descascarillan en forma de escamas. Este fenmeno se denomina descascarillado. La vida til del husillo de bolas es la cantidad total de revoluciones hasta la cual sucede el primer descas-carillado en cualquiera de las ranuras o las bolas como resultado de la fatiga del material de los elementos giratorios. La vida til del husillo de bolas vara de unidad en unidad aun si se fabrican bajo el mismo proceso y se utilizan bajo las mismas condiciones de funcionamiento. Por esta razn, para determinar la vida til de un husillo de bolas, se utiliza como pauta la vida nominal tal como se la defi ne a continuacin. La vida nominal es la cantidad total de revoluciones que el 90% de un grupo de husillos de bolas idnticos, que funcionan independientemente y bajo las mismas condiciones, logra sin descascari-llarse (partes con forma escama en la superfi cie de metal).

[Clculo de la vida normal] La vida til del husillo de bolas se calcula de la ecuacin (30) a continuacin utilizando la capacidad de carga dinmica bsica (Ca) y la carga axial aplicada.

Vida nominal (cantidad total de revoluciones)

30( )L = 3 106CafWFa

L : Vida nominal (cantidad total de revoluciones) (rev) Ca : Capacidad de carga dinmica bsica * (N) Fa : Carga axial aplicada (N) f w : Factor de carga (consulte Tabla22 )

Tabla22 Factor de carga (f W )

Vibraciones/impacto Velocidad(V) f W

Leve Muy baja V0,25 m/s 1 a 1,2

Dbiles Baja 0,25

A15-41

Husillos de bolas

Tiempo de vida til Si se determinan las revoluciones por minuto, el tiempo de vida til puede calcularse a partir de la siguiente ecuacin (31) utilizando la vida nominal (L).

31Lh = =L

60 NL Ph

2 60 n S L h : Tiempo de vida til (h) N : Revoluciones por minuto (min 1 ) n : Cantidad de repeticiones por minuto (min 1 ) Ph : Paso del husillo de bolas (mm) S : Longitud de carrera (mm)

Vida til en la distancia de recorrido La vida til en la distancia de recorrido puede calcularse a partir de la siguiente ecuacin (32) utili-zando la vida nominal (L) y el paso del husillo de bolas.

32LS = L Ph

106 L S : Vida til en la distancia de recorrido (km) Ph : Paso del husillo de bolas (mm)

Carga aplicada y vida til en consideracin de una carga previa Si se utiliza el husillo de bolas bajo una carga previa (precarga media), es necesario considerar la carga previa aplicada al calcular la vida til, ya que la tuerca de husillo de bolas ya recibe una carga interna. Para obtener ms detalles sobre la carga previa aplicada para un cdigo de modelo espec-fi co, comunquese con THK.

Carga axial promedio Si se encuentra presente una carga axial que acta sobre el husillo de bolas, es necesario calcular la vida til determinando la carga axial promedio. La carga axial promedio (F m ) es una carga constante que equivale a la vida til en la fl uctuacin de las condiciones de carga. Si la carga cambia escalonadamente, la carga axial promedio puede obtenerse a partir de la si-guiente ecuacin.

33

3

Fm = (Fa131 + Fa232 + + Fan3n)1

F m : Carga axial promedio (N) Fa n : Carga variable (N) n : Distancia recorrida bajo carga (F n ) : Distancia de recorrido total

Procedimiento de seleccinSeleccin de un cdigo de modelo

A15-42

Para determinar la carga axial promedio utilizando un tiempo y una velocidad de rotacin, en lugar de una distancia, calcule la carga axial promedio determinando la distancia en la ecuacin que se muestra a continuacin. = 1 + 2 + n 1 = N 1 t 1 2 = N 2 t 2 n = N n t n N: Velocidad de rotacin t: Tiempo

Cuando el signo de la carga aplicada cambia Si el signo (positivo o negativo) utilizado para la carga variable se mantiene siempre igual, no habr problemas con la frmula (33). Sin embargo, si el signo de la carga variable cambia dependiendo del tipo de accionamiento, calcule la carga axial promedio para una carga positiva o negativa con-siderando la direccin de la carga. (Si se calcula la carga axial promedio para la carga positiva, la car-ga negativa se considera cero.) Cuando se calcula la vida til, se adopta como carga axial promedio la mayor de las dos cargas axiales promedio. Ejemplo: Calcule la carga axial promedio teniendo en

cuenta las siguientes condiciones de carga.

N. de acciona-miento

Carga variableFa n (N)

Distancia de recorrido n (mm)

N. 1 10 10 N. 2 50 50 N. 3 40 10 N. 4 10 70

Carga de signo positivoCarga de signo negativo

*Los subndices del smbolo de carga fl uctuante y del smbolo de distancia de recorrido indican la cantidad de accionamientos. Carga axial promedio de la carga de signo positivo *Para calcular la carga axial promedio de la carga de signo positivo, suponga que Fa 3 y Fa 4 equivalen a cero.

3

Fa13 1 + Fa23 21 + 2 + 3 + 4

Fm1 = = 35,5N

Carga axial promedio de la carga de signo negativo *Para calcular la carga axial promedio de la carga de signo negativo, suponga que Fa 1 y Fa 2 equivalen a cero.

3

Fa3 3 3 + Fa4 3 41 + 2 + 3 + 4

Fm2 = = 17,2N

Por consiguiente, se adopta la carga axial promedio de la carga de signo positivo (F m1 ) como la car-ga axial promedio (F m ) para calcular la vida til.

A15-43

Husillos de bolas

Anlisis de la rigidez Para aumentar la precisin de posicionamiento de los husillos de alimentacin en las mquinas-herramienta NC o en las mquinas de precisin, o para reducir el desplazamiento causado por la fuerza de corte, es necesario planear la rigidez de los componentes con un correcto equilibrio.

Rigidez axial del sistema de husillos de alimentacin

Cuando la rigidez axial de un sistema de husillos de alimentacin es K, el desplazamiento elstico en la direccin axial puede obtenerse utilizando la siguiente ecuacin (34).

34 = FaK

: Desplazamiento elstico de un sistema de husillo en la direccin axial (m) Fa : Carga axial aplicada (N) La rigidez axial (K) del sistema de husillos se obtiene utilizando la siguiente ecuacin (35).

35 = + + +1

K1KS

1KN

1KB

1KH

K : Rigidez axial del sistema de husillo (N/m) K S : Rigidez axial del eje (N/m) K N : Rigidez axial de la tuerca (N/m) K B : Rigidez axial del cojinete con soporte (N/m) K H : Rigidez de la abrazadera de tuerca y de la abrazadera del cojinete con soporte (N/m) [Rigidez axial del eje] La rigidez axial de un eje vara dependiendo del mtodo de montaje del eje.

Para confi guracin fi ja-con soporte (o libre)

36KS = AE1000L

A : rea transversal del eje (mm 2 )

4

A = d12

d 1 : Dimetro menor de rosca del eje (mm) E : Mdulo de Young (2,0610 5 N/mm 2 ) L : Distancia entre dos superfi cies de montaje (mm) Fig.14 en A15-44 muestra una diagrama de rigidez axial para el eje.

Fijo Modelos(Libre)

L

Procedimiento de seleccinAnlisis de la rigidez

A15-44

Para confi guracin fi ja-fi ja

37

AEL1000abKS =

KS se convierte en el menor y el desplazamiento elstico en la direccin axial es el mayor en la posicin de .

KS = 4AE1000 L

a = b = L2

Fig.15 en A15-45 muestra una diagrama de rigidez axial del eje en esta confi guracin.

Fijo Fijo

La b

Distancia entre dos superficies de montaje (mm)

Rig

idez

del

eje

del

hus

illo

(kN

/m

)

100

80 70 63 55 50 45 40 36 32 30 28 25

20 18

16 15

14 12

10 8

6 4

1086

4

2

186

4

8

8

6

6

4

4

2

2102 86 103 42 86 104

101

Fig.14 Rigidez axial del eje (fi ja-libre, fi ja-con soporte)

A15-45

Husillos de bolas

Distancia entre dos superficies de montaje (mm)

Rig

idez

del

eje

del

hus

illo

(kN

/m

)

55 63

70

80 100

50 45 40 36 32 30 28 25

20 18 16 15 14 12

10 8

6

4

1086

4

2

186

4

86

4

2

86 42102 86 103 42 86 104

101

Fig.15 Rigidez axial del eje (fi ja-fi ja)

[Rigidez axial de la tuerca] La rigidez axial de la tuerca vara ampliamente con las cargas previas.

Tipo sin carga previa Cuando se aplica una carga axial que representa el 30% de la capacidad de carga dinmica bsica (Ca), se indica la rigidez lgica en la direccin axial en las tablas de especifi cacin del correspon-diente cdigo de modelo. Este valor no incluye la rigidez de los componentes relacionados con la abrazadera de montaje de la tuerca. En general, confi gure la rigidez a aproximadamente 80% del valor que se presenta en la tabla. La rigidez, cuando la carga axial aplicada no equivale al 30% de la capacidad de carga dinmica bsica (Ca), se calcula utilizando la siguiente ecuacin (38).

38( )13KN = K 0,8Fa0,3Ca

K N : Rigidez axial de la tuerca (N/m) K : Valor de rigidez en las tablas de especifi cacin (N/m) Fa : Carga axial aplicada (N) Ca : Capacidad de carga dinmica bsica (N)

Procedimiento de seleccinAnlisis de la rigidez

A15-46

Tipo de precarga Cuando se aplica una carga axial que representa el 10% de la capacidad de carga dinmica bsica (Ca), se indica la rigidez lgica en la direccin axial en las tablas de dimensiones del correspon-diente cdigo de modelo. Este valor no incluye la rigidez de los componentes relacionados con la abrazadera de montaje de la tuerca. En general, confi gure la rigidez a aproximadamente 80% del valor que se presenta en la tabla. La rigidez, cuando la precarga aplicada no equivale al 10% de la capacidad de carga dinmica b-sica (Ca), se calcula utilizando la siguiente ecuacin (39).

39( )13KN = K 0,8Fa00,1Ca

K N : Rigidez axial de la tuerca (N/m) K : Valor de rigidez en las tablas de especifi cacin (N/m) Fa 0 : Carga previa aplicada (N) Ca : Capacidad de carga dinmica bsica (N)

[Rigidez axial del cojinete con soporte] La rigidez del cojinete con soporte del husillo de bolas vara dependiendo del cojinete con soporte utilizado. El clculo de la rigidez con un cojinete de bolas de contacto angular representativo se muestra en la siguiente ecuacin (40).

40

3Fa0a0KB

K B : Rigidez axial del cojinete con soporte (N/m) Fa 0 : Precarga aplicada del cojinete con soporte (N) a 0 : Desplazamientos axiales (m)

Q =

( )a0 =Fa0

Zsin

13Q

2

Da0,45sin

Q : Carga axial (N) Da : Dimetro de bola del cojinete con soporte (mm) : ngulo de contacto inicial del cojinete con soporte () Z : Cantidad de bolas Para obtener detalles sobre un cojinete con soporte especfi co, comunquese con el fabricante.

[Rigidez axial de la abrazadera de tuerca y de la abrazadera del cojinete con soporte] Tenga en cuenta este factor cuando disee su mquina. Confi gure la rigidez en el nivel ms alto posible.

A15-47

Husillos de bolas

Anlisis de la precisin de posicionamiento Causas de error en la precisin de posicionamiento

Las causas de error en la precisin de posicionamiento incluyen la precisin del ngulo de paso, el juego axial y la rigidez axial del sistema de husillo. Otros factores importantes incluyen el despla-zamiento trmico causado por el calor y el cambio de orientacin del sistema de guas durante el recorrido.

Anlisis de la precisin del ngulo de paso

Es necesario seleccionar, de entre las precisiones del husillo de bolas ( Tabla1 en A15-12 ), el nivel de precisin correcto del husillo de bolas que cumpla con la precisin de posicionamiento requerida. Tabla23 en A15-48 muestra ejemplos de la seleccin de niveles de precisin se-gn la aplicacin.

Anlisis de la juego axial

La juego axial no es un factor de precisin de posicionamiento en la alimentacin unidireccional. Sin embargo, se generar un retroceso cuando la direccin de alimentacin o la carga axial se invierte. Seleccione un juego axial que cumpla con el retroceso requerido de Tabla10 y Tabla13 en A15-19 .

Procedimiento de seleccinAnlisis de la precisin de posicionamiento

A15-48

Tabla23 Ejemplos de seleccin de niveles de precisin por aplicacin

Aplicaciones Eje Niveles de precisin

C0 C1 C2 C3 C5 C7 C8 C10

Mq

uina

s-he

rram

ient

a N

C

Torno X Z

Centro de mecanizado XY Z

Mquina de perforar XY Z

Taladradora de plantillas XY Z

Rectifi cadora de superfi cies X Y Z

Rectifi cadora cilndrica X Z

Mquina de electroerosin

XY Z

Mquina de electroerosin

Mquina para cortar alambres

XY Z

UV Prensas punzadoras XY

Mquina de rayos lser X Z

Mquina de carpintera Mquina de uso general; mquina especial

Rob

ot in

dust

rial

Coordenada cartesiana Ensamblaje

Otros

Tipo de articulado vertical Ensamblaje

Otros Coordenada cilndrica

Mq

uina

de

fabr

icaci

n de

sem

icond

ucto

res Mquina de fotolitografa

Mquina de tratamiento qumico Mquina de unin por hilo

Sonda Mquina de perforar para tablero de circuito impreso

Insertador de componentes electrnicos Instrumento de medicin 3D

Mquina de procesamiento de imgenes Mquina de molde por inyeccin

Equipamiento de ofi cina

A15-49

Husillos de bolas

Anlisis del juego axial del sistema de husillo

De los niveles de rigidez axial del sistema de husillo, la rigidez axial del eje fl ucta de acuerdo con la posicin de carrera. Cuando la rigidez axial es elevada, dicho cambio en la rigidez axial del eje afectar la precisin de posicionamiento. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta la rigidez del sistema de husillo ( A15-43 a A15-46 ). Ejemplo: Error de posicionamiento debido a la rigidez axial del sistema de husillos durante la trans-ferencia vertical

L

1000 N

500 N

[Condiciones] Peso transferido: 1000 N; peso de la tabla: 500 N Husillo de bolas utilizado: modelo BNF25122,5 (dimetro menor de la rosca del eje d 1 = 21,9 mm) Longitud de carrera: 600 mm (L=100 mm a 700 mm) Tipo de montaje del eje: fi jo - con soporte

[Consideraciones] La diferencia en la rigidez axial entre L = 100 mm y L = 700 mm se aplica slo a la rigidez axial del eje. Por lo tanto, el error de posicionamiento causado por la rigidez axial del sistema de husillos equiva-le a la diferencia en el desplazamiento axial del eje entre L = 100 mm y L = 700 mm.

Procedimiento de seleccinAnlisis de la precisin de posicionamiento

A15-50

[Rigidez axial del eje (consulte A15-43 y A15-44 )]

Ks = = =

4

4

L1000L1000 LAE

A = d12 = 21,92 = 376,5mm2

E = 2,06105 N/mm2

77,6103376,52,06105

(1) Cuando L = 100 mm

100KS1 = = 776 N/m77,610

3

(2) Cuando L = 700 mm

700KS2 = = 111 N/m77,610

3

[Desplazamiento axial debido a la rigidez axial del eje] (1) Cuando L = 100 mm

KS1Fa

7761000+5001 =

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