Estría rotativa
¿Qué es la ranura rotativa?
La ranura giratoria es un mecanismo de movimiento lineal que utiliza el movimiento de recirculación de elementos de bola. Se puede utilizar en una amplia variedad de aplicaciones, incluida la robótica y equipos de tipo transporte.
Ventajas de la ranura rotativa
Mayor capacidad de carga
El mecanismo giratorio a lineal de la ranura giratoria normalmente puede soportar 10 veces la carga de los casquillos de bolas convencionales, que solo mantienen un único punto de contacto en un momento dado.
Mayor vida de viaje
Al utilizar la gran superficie de contacto de bolas de las ranuras en forma de arco, la vida útil del recorrido se prolonga hasta 700 veces (en comparación con los casquillos de bolas convencionales).
Menos número de piezas
De manera similar, al proporcionar movimientos lineales y rotacionales, las ranuras rotativas realizan efectivamente el trabajo de dos componentes. Además de permitir dispositivos más pequeños, esto también minimiza la cantidad de piezas necesarias, lo que le ahorra dinero y reduce los requisitos de mantenimiento.
Mayores oportunidades para la miniaturización
Las ranuras rotativas presentan una configuración de un solo eje que, en comparación con el sistema de dos ejes de la mayoría de los casquillos de bolas, permite sistemas más pequeños y livianos en general.
Alta precisión
Las estrías rotativas proporcionan una precisión excepcional en cualquier aplicación en la que la precisión sea una necesidad.
Mayor rigidez
El diseño compacto de las ranuras giratorias no se logra a expensas de la rigidez, gracias a su estructura de circuito de bolas de cuatro filas.
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Aplicaciones de ranuras rotativas en la fabricación
Los ejes estriados giratorios se utilizan con frecuencia en automóviles, aviación y maquinaria de movimiento de tierras, ya que pueden manejar altas velocidades de rotación para generar torque. A diferencia de los ejes alternativos, como los ejes de chaveta, los ejes estriados pueden generar más torque debido a la distribución uniforme de la carga entre todos los dientes o ranuras.
Muchos productos fabricados incluyen estrías giratorias, como bicicletas, vehículos motorizados y más.
Muchas industrias utilizan estrías rotativas o productos con estrías, como la comercial, la defensa, la industria y equipos en general, la energía, la atención médica, los instrumentos musicales, el ocio, las herramientas eléctricas, el transporte y la investigación científica.
Métodos de mecanizado de estrías rotativas
Molienda
Se pueden fresar dentados y estrías paralelas o involutas. Para mecanizar los espacios entre los dientes se utiliza una fresa de doble ángulo diseñada para producir el espacio de un dentado o una ranura giratoria. Para las estrías de involuta, se usaría una fresa que tenga la forma inversa de la involuta para ese paso diametral, ángulo de presión y número de dientes específicos para mecanizar estos espacios. El uso de un índice, un cabezal divisor o una mesa giratoria CNC proporciona el índice entre los dientes.
tallar
Con el método de tallado se pueden producir todo tipo de ranuras exteriores. La herramienta de corte es una placa cilíndrica con la forma de rejilla correspondiente de la ranura giratoria a fabricar. El número de arranques de la fresadora y el número de dientes en la ranura determinan la relación para la que la fresadora está engranada o programada para producir. Luego, la placa "rueda" con la ranura, como lo haría un engranaje con una cremallera, mientras la placa atraviesa el trabajo a lo largo del eje de rotación del trabajo. Los dientes cortantes de la placa eliminan material de los espacios entre los dientes estriados.
Formación
Este método se puede utilizar para producir splines tanto internos como externos. Un cortador moldeador (un disco con un número determinado de dientes, paso diametral y ángulo de presión) tiene un filo en una cara. La relación entre el número de dientes en el cortador y el número de dientes en el trabajo determina el tren de engranajes diferencial o relación programada para la máquina moldeadora. Esto determina la relación de rotación específica entre el cortador y el trabajo. Luego, el cortador oscila a lo largo de un eje paralelo al trabajo mientras tanto el cortador como el trabajo están girando. La cortadora y la pieza de trabajo ruedan juntas (como lo harían un engranaje y un piñón) mientras la cortadora retira material de la pieza de trabajo durante la acción de carrera hacia abajo. Los dientes resultantes en la obra han generado lados involutos.
Los beneficios de los splines
Spline de clave paralela -Este tipo tiene dientes igualmente espaciados y de lados rectos. Los dientes del eje tienen el mismo espesor de diente en cualquier punto medido radialmente desde el eje de rotación. Por el contrario, la ranura paralela interna tiene espacios de lados rectos correspondientes. Este tipo de ranura es similar a una transmisión con chavetero, con la excepción de que las chavetas son integrales al eje y están igualmente espaciadas alrededor de la circunferencia. La característica de pilotaje puede ser el diámetro exterior del eje y el diámetro mayor de la ranura interna o el diámetro interior de la ranura interna y el diámetro menor del eje. Los tipos de ajuste son 1) permanente; 2) deslizarse cuando no esté bajo carga; 3) deslizarse cuando está bajo carga. Los tipos de ajustes y tolerancias se describen en el manual SAE.
Spline involuta -Nuevamente, este tipo tiene dientes igualmente espaciados, pero no tienen lados rectos. Los dientes tienen una forma involuta, como el diente de un engranaje. Los dientes no tienen las mismas proporciones que el diente de un engranaje; son más cortos en altura. Esta altura truncada combinada con los lados de forma involuta proporciona mayor resistencia. No hay esquinas interiores afiladas en la base de los dientes como se encuentran en las unidades de ranura de llave paralela. En cambio, hay una transición suave a través de un radio de empalme. Esto disminuye la posibilidad de que se produzcan grietas por fatiga en estas áreas. Las estrías involutas vienen en varias variedades: ajuste del lado de la raíz plano, ajuste del lado de la raíz en filete y ajuste del diámetro mayor.
Spline coronado -Estas splines suelen ser involutas. Pueden ser de raíz plana, de raíz en filete o de ajuste de diámetro mayor. El propósito de este tipo de ranura es permitir la desalineación angular entre el eje y el detalle de acoplamiento. Esto se logra "coronando" el diente masculino. El diente (generalmente) tiene una corona simétrica alrededor de la línea central del ancho de la cara del spline. En esta línea central, el espesor del diente es máximo. Avanzando hacia los extremos, el grosor del diente disminuye gradualmente y las secciones más delgadas aparecen en cada cara de los extremos. El espesor del diente se mide en el diámetro primitivo. Por lo general, el diámetro exterior de la ranura también está coronado, con el diámetro más grande ocurriendo en el mismo lugar que el espesor del diente más grueso, y disminuyendo proporcionalmente a la desalineación diseñada hacia cada cara extrema. La estría femenina no suele estar coronada.
Serrado -Este tipo de spline tiene una forma de diente que no es involuta. Los dientes del detalle macho tienen la forma de un ángulo incluido y el dentado hembra tiene espacios del mismo ángulo incluido. Los dientes dentados se utilizan generalmente en unidades de diámetro más pequeño donde una forma envolvente no agregaría resistencia. Debido a que los dientes tienen una forma simple de ángulo incluido, se pueden usar más dientes en una circunferencia pequeña proporcionando un área de contacto mayor. Los dentados se utilizan en accionamientos de instrumentos, ejes de válvulas y similares. Los estándares se encuentran en SAE, JIS y DIN.
Ranura giratoria -Estos pueden tener forma de diente paralelo o involuto. La ranura giratoria tiene un ángulo de avance y de hélice específico. Estas splines se utilizan para varias aplicaciones.
Inspección de estrías rotativas
Medidas del pasador calibrador
Se pueden usar uno, dos o tres pasadores de calibre de un diámetro específico colocados en los espacios de la ranura giratoria para obtener una medición sobre o entre pasadores. Un pasador calibrador de un tamaño específico entrará en contacto con los lados de la involuta de los dientes estriados. La dimensión calculada para la medición del pasador por encima o por debajo, dependiendo de si se trata de una ranura externa o interna, determina el espesor real del diente o el ancho del espacio. Esta medida real del ancho del diente o del espacio no tiene en cuenta ningún otro elemento de una ranura. Debido a esto, la banda de tolerancia de espesor real o ancho de espacio comienza en la condición mínima del material para garantizar el ajuste entre los detalles.
Compuesto
Los juegos de calibres compuestos de paso y no paso verifican la ranura hasta el ancho efectivo del diente o del espacio. El ajuste efectivo es aquel que es "más ajustado" que el ajuste real medido por el método del pasador. El ajuste efectivo no tolera el espaciado, la involuta o el error de avance. Tanto los medidores pasa como los no pasa se fabrican con un complemento completo de dientes. Los calibres son "perfectos" en todos los elementos: espaciado, avance y evoluta. Las estrías mecanizadas según estos estándares se mecanizan según los anchos efectivos de dientes y espacios. Esta banda de tolerancia se toma de la condición máxima del material y se superpondrá ligeramente a la dimensión real del espesor del diente. Es posible producir una ranura que "tome" el calibre pero aún esté fuera de tolerancia con respecto al diente real o al ancho del espacio medido sobre o entre pasadores. Esta es una condición aceptable ya que el calibre garantiza un ajuste con la pieza acoplada.
Sector prohibido
El uso de este calibrador permite todo el rango de tolerancia del espesor del diente, desde el mínimo o máximo efectivo hasta el mínimo o máximo real del ancho del diente o del espacio. En este caso, se utilizaría un calibre de paso completamente compuesto y un calibre de sector de no paso. El calibre de sector de no paso tiene dos grupos de dos o más dientes diametralmente opuestos. Estos dientes (o espacios en un calibre de anillo) se producen con el ancho de espacio real máximo (tapón) o el margen de pieza de espesor de diente real mínimo (anillo).
Cómo especificar una Spline rotativa
Importancia de la precarga
Cuando una fuerza provoca la rotación del eje o de la tuerca estriada (no del rodamiento de soporte radial), los dos girarán juntos porque los rodamientos de bolas de la tuerca están asegurados por las ranuras. Si los rodamientos de bolas no están precargados, puede haber algunos espacio de movimiento entre la tuerca estriada y el eje. Entonces, cuando desea mover una carga girando el eje, la tuerca no sigue inmediatamente o se mueve un poco debido al ligero espacio libre. Esto es una reacción angular y es perjudicial para el posicionamiento preciso. Por supuesto, hay una compensación. Cuanto mayor es la precarga, más apretadas estarán las bolas en las ranuras y más fricción se produce. Por lo tanto, es importante seleccionar la precarga adecuada para la aplicación para mantener un movimiento suave y maximizar la vida útil, la rigidez y la precisión del producto.
Maximizar el par
La clasificación de torsión de una ranura giratoria está determinada por la cantidad de ranuras en el eje y la cantidad de puntos de contacto de la bola en las ranuras. Los ejes con cuatro ranuras tendrán índices de torsión más altos que aquellos con tres ranuras. Asimismo, las ranuras con forma de arcos góticos, que proporcionan cuatro puntos de contacto con la bola, tienen índices de torsión más altos que las ranuras circulares, que proporcionan dos puntos de contacto con la bola. El diseño del arco gótico elimina cualquier espacio libre que pueda provocar una desviación. Esto hace que la bola sea más precisa. El contacto de cuatro puntos también aumenta la capacidad de carga y la rigidez. Aunque diferentes estrías de bolas pueden ser exactamente del mismo tamaño, pueden tener diferentes clasificaciones de torque según el número total de puntos de contacto entre el eje y la tuerca estriada. Una ranura esférica con cuatro ranuras y contacto de bola de cuatro puntos proporciona 16 puntos de contacto en total entre el eje y la tuerca estriada. Una ranura esférica con tres ranuras y dos puntos de contacto con la bola proporciona solo seis puntos de contacto entre el eje y la tuerca.
Características del eje
Los ejes estriados se pueden trefilar, rectificar o rectificar con precisión. El material base también puede variar. Los ejes se clasifican según características tales como calidad del material, tolerancia del diámetro del eje, perpendicularidad a la cara del extremo y concentricidad de la sección de montaje de la pieza en relación con la sección de soporte. Aumentar la simetría del eje estriado aumentará su velocidad de rotación máxima y Estabilidad. El mecanizado de ranuras lineales rectas y precisas en un eje estriado lo hará muy preciso, pero también más caro. Los ejes estriados son menos costosos, pero también menos precisos.
Material de la tira rotativa
Aceros aleados
Los aceros aleados son aleaciones ferrosas basadas en hierro, carbono y elementos de aleación como cromo, molibdeno, vanadio y níquel. Los aceros aleados incluyen aceros endurecibles de alta aleación, aceros de alta resistencia y baja aleación, aceros martensíticos y otras aleaciones de acero especiales.
Aleaciones de aluminio
Las aleaciones de aluminio proporcionan alta tenacidad a niveles de resistencia moderados, con buena resistencia a la corrosión y menos de la mitad de la densidad del acero.
Acero carbono
El acero al carbono es un hierro comercial que contiene carbono en cualquier cantidad hasta aproximadamente el 1,7 por ciento como componente esencial de la aleación. Es maleable en condiciones adecuadas y se distingue del hierro fundido por su maleabilidad y menor contenido de carbono.
Aceros inoxidables
Los aceros inoxidables son aleaciones ferrosas altamente resistentes a la corrosión que contienen adiciones de cromo y/o níquel.
Nuestra fábrica
Wenzhou Xionglian Hardware Machinery Co., Ltd. es miembro de la Asociación de la Industria de Piezas Generales de Maquinaria de China. La empresa fue fundada en 1988 y es un fabricante moderno que integra producción, I+D, fabricación y ventas. La empresa se centra en la producción de elementos de fijación, piezas estampadas y tipos especiales de elementos de fijación. Nuestros productos son ampliamente utilizados en maquinaria, automóviles, militares, aeroespaciales, metalúrgicos, mineros, automatización industrial y otros.
Nuestro Certificado
Pregunta formulada
P: ¿Cuál es el propósito de una spline?
P: ¿Cuál es la diferencia entre engranaje y spline?
P: ¿Cuál es la diferencia entre un husillo de bolas y un Ball Spline?
P: ¿Cuál es el propósito del eje estriado?
P: ¿Cuáles son las ventajas de los splines?
P: ¿Qué se fortalece con un spline?
P: ¿Cuál es el ángulo de presión de una ranura?
P: ¿Qué es un spline y cómo funciona?
P: ¿Cuál es la desventaja de un husillo de bolas?
P: ¿Cuál es mejor husillo de bolas o husillo de avance?
P: ¿Por qué se llama spline?
P: ¿Cómo se especifica una spline?
P: ¿Las estrías añaden fuerza?
P: ¿Las ranuras tienen reacción?
P: ¿Qué profundidad debe tener una ranura?
P: ¿Cuánto dura el spline?
P: ¿Se pueden reutilizar splines antiguos?
P: ¿Cuántos nudos hay para el spline?
P: ¿Cuál es el diámetro primitivo de una ranura?
P: ¿Qué es un nudo en spline?