1. Cconceito e estrutura de btudo parafuso
Parafuso de esfera
O fuso de esfera é composto de vários componentes, incluindo parafuso, porca, esferas de aço, peça de pré-compressão, reversor e dispositivo à prova de poeira. Sua principal função é converter o movimento rotativo em movimento linear, transformando o movimento deslizante em movimento rolante.
Em 1898, foi introduzido pela primeira vez o conceito de usar esferas de aço entre a porca e o parafuso para converter o contato deslizante de um parafuso tradicional em contato rotativo. Esta mudança no atrito de deslizamento para rolamento permitiu que o movimento rotativo das esferas de aço na porca fosse transformado em movimento linear, resultando em uma melhor conversão de torque e redução de problemas de posicionamento e danos em comparação com os parafusos tradicionais.
A invenção do fuso de esferas é creditada a Rudolph G. Boehm, do Texas, que recebeu uma patente nos EUA em 1929. Quando usada como componente ativo, a porca é convertida em movimento linear com o ângulo de rotação do parafuso, guiado por especificações específicas. A peça passiva pode ser conectada à porca através de um porta-porca.
O conjunto do parafuso esférico é normalmente feito de aço e consiste em uma porca fêmea e um parafuso com uma ranhura helicoidal que corresponde à ranhura do parafuso.
A ranhura dentro da porca contém muitas pequenas esferas de aço cromado. À medida que essas esferas circulam dentro da porca, elas proporcionam um movimento suave ao longo do parafuso, enquanto um defletor ou sistema de retorno retém as esferas e permite sua circulação através da porca.
Quando combinado com um motor, a eficiência de um fuso de esferas pode chegar a 90%. Eles são altamente precisos, com precisão de alguns milésimos de polegada por pé.
Os parafusos de esfera são utilizados por vários setores para controle preciso, incluindo indústrias aeroespacial, de informática, eletrônica, automotiva e médica.
Os fusos de esferas são frequentemente empregados em processos de fabricação, como robôs, linhas de montagem automatizadas, equipamentos de manuseio de materiais, transportadores, máquinas-ferramentas, controle de fios e equipamentos de montagem de precisão.
2. Como funciona um parafuso de esfera?
O conjunto do fuso de esferas consiste em um parafuso e uma porca, cada um com uma ranhura em espiral complementar. As esferas rolam dentro dessas ranhuras, servindo como único ponto de contato entre a porca e o parafuso.
Quando o parafuso ou porca gira, as esferas são direcionadas pelo defletor para o sistema de retorno de esferas dentro da porca. Eles se movem continuamente através do sistema de retorno até a extremidade oposta da porca esférica e, em seguida, saem para a pista roscada do parafuso esférico e da porca para circulação repetida em um circuito fechado.
A porca esférica desempenha um papel crucial na determinação da carga e da vida útil do conjunto do fuso de esferas. A relação entre o número de roscas no circuito da porca esférica e o número de roscas no parafuso esférico determina qual componente sofrerá falha por fadiga (desgaste) primeiro.
Existem dois tipos de métodos de retorno de esfera usados em porcas esféricas: circulação externa e circulação interna.
Na circulação externa, as esferas retornam para a extremidade oposta do circuito através de um tubo de retorno, que se estende além do diâmetro externo da porca esférica.
porca esférica com circulação externa
A circulação interna envolve as esferas passando ou retornando ao longo da parede interna da porca, que tem diâmetro menor que o diâmetro externo da porca esférica.
porca esférica com circulação interna
No caso de circulação interna, a esfera segue um circuito giratório e é forçada a percorrer o topo da rosca do parafuso através do sistema de retorno. Isso é conhecido como sistema de retorno interno do tipo defletor cruzado.
Em uma porca esférica com defletor cruzado, as esferas giram o eixo apenas uma vez e o circuito é fechado por um defletor esférico (B) dentro da porca (C), permitindo que as esferas cruzem entre ranhuras adjacentes nos pontos (A) e (D).
porca esférica com circulação interna
Quando um fuso de esferas longo gira em alta velocidade, se sua relação de esbeltez atingir o harmônico natural do tamanho do eixo, ele poderá começar a vibrar. Isto é conhecido como velocidade crítica e pode reduzir significativamente a vida útil do fuso de esferas. Recomenda-se não operar a rosca a uma velocidade superior a 80% da sua velocidade crítica por segurança.
Componente de porca esférica de rotação
Em algumas aplicações, são necessários comprimentos de eixo maiores e velocidades mais altas e, nesses casos, é necessário o uso de um conjunto de porca esférica rotativa.
3. Btodos os fabricantes de parafusos
- Coreia do Sul: SBC.
- Japão: NSK, THK, IKO.
- Suécia: SKF, Schneeberger Schneeberg.
- Alemanha: IF, Rexroth.
