Ložisko kuličkového šroubu řady BK

I. Základní určení a názvosloví

Umístění: Sada ložiskového pouzdra s pevnou stranou (pevný konec) pro kuličkový šroub. Používá se na konci šroubu, kde je vyžadována kompletní axiální i radiální poloha.

Vysvětlení názvosloví:

• B: Obvykle označuje „Ložiskové těleso“.
• K: Označuje „Pevný“ nebo „Klamp“ (odvozeno z němčiny nebo průmyslové konvence), což vyjadřuje jeho hlavní funkci – pevné upevnění hřídele šroubu na tomto konci.

Hlavní funkce:

• Odolává osovým zatížením v obou směrech: Přenáší osové síly vznikající při přenosu pohybu šroubem jak v dopředném, tak v zpětném směru.
• Odolává radiálním zatížením: Nese váhu šroubu a potenciální radiální síly.
• Zajišťuje přesný odkaz pro axiální polohu: Hřídel šroubu je na tomto konci tuze upevněna a slouží jako počátek axiální souřadnice celého pohybového systému.
• Umožňuje volné otáčení šroubu: Vnitřní ložiska umožňují vysokorychlostní nízkoodporové otáčení šroubu.

II. Základní struktura a komponenty

Standardní podpěrná jednotka BK je obvykle integrovaný, připravený k okamžité instalaci modul, který se skládá z následujících komponent:

• Ložisková skříň: Obvykle vyrobená z litiny nebo oceli, opatřená přírubou a vodicím hřídelem pro zajištění přesnosti instalace.
• Kulová ložiska s kuželkami (dvojice): Jádro jednotky BK. Obvykle montována po dvou ve vzájemně spojené konfiguraci „zády k sobě (DB)“ nebo „čelem k sobě (DF)“, aby poskytovala vysokou osovou tuhost a nosnost v obou směrech. Ložiska jsou vysoké přesnosti (obvykle třída P4 nebo P5).
• Pevná matice a pojistná podložka: Slouží k přitlačení ramene šroubového hřídele k vnitřnímu kroužku ložiska a jeho uzamčení na místě, čímž je dosaženo axiální fixace šroubového hřídele.
• Uzavírací systém:

1. Vnitřní těsnění: Zabraňuje úniku tuku z ložiska směrem k matici šroubu.
2. Vnější těsnění: Často se jedná o kontaktní těsnicí hřídelové těsnění nebo labyrintové těsnění, které brání vnikání cizích látek zvenčí, jako je prach, třísky nebo chladicí kapalina.

• Tuková hlavice: Pro pravidelnou doplňování vysokovýkonného tuku.
• Mechanismus nastavení předpětí (některé vysoce výkonné modely): Umožňuje optimalizaci tuhosti ložiska a nárůstu teploty pomocí vložek nebo šroubového nastavení síly předpětí.

III. Klíčové vlastnosti a výhody

• Vysoká tuhost a vysoká nosnost:
  Dvojice kuželíkových kuličkových ložisek poskytuje optimální axiální tuhost, čímž efektivně odolává pružné deformaci za zatížení, což je rozhodující pro zajištění přesnosti polohování systému.
• Standardizace a modularita:
  Dostupné v různých velikostech odpovídajících průměru šroubového hřídele. Uživatelé mohou jednotku okamžitě instalovat a používat bez nutnosti samostatně vybírat, instalovat nebo upravovat složité páry úhlových ložisek. To výrazně zjednodušuje procesy návrhu, zakoupení a montáže a zároveň zajišťuje konzistentní výkon.
• Vynikající těsnění:
  Integrovaný návrh s více těsněními nabízí spolehlivější těsnění než ložiska sestavená uživatelem, což je zvláště vhodné pro drsná prostředí, jako jsou obráběcí stroje a automatizační zařízení, kde je přítomen prach, vlhkost nebo chladicí kapalina.
• Snadná instalace a správné nastavení:
  Obvod je přesně obráběn, pilot zajišťuje kolmo mezi ložiskovým otvorem a montážním povrchem, což zjednodušuje nastavení.
• Dlouhá životnost a snadná údržba:
  Je předplněn dlouhodobým mastným roztokem a snadno se doplňuje pomocí mastného bradavky, což umožňuje prodloužit intervaly údržby a jednoduchou obsluhu.

IV. Koordinace s podpornou jednotkou pro opačný konec (BF/FK)

Kompletní systém pohodu kuličkového šroubu musí na každém konci používat různé typy uložení, aby kompenzoval tepelnou roztažnost:

Pevný konec (strana BK): Úplně fixuje axiální a radiální polohu šroubu. Obvykle se instaluje na straně pohonového motoru.

Podpěra/Plovoucí konec (strana BF/FK):

• BF: "B" znamená ložiskový stojan, "F" znamená "Free" nebo "Float". Běžně využívá kuličková ložiska s hlubokou drážkou nebo kluzná pouzdra, která přenášejí především radiální zatížení a zároveň umožňují mírné axiální plovoucí prodloužení šroubu v důsledku tepelné roztažnosti, čímž zabraňují prohnutí způsobenému tepelným napětím při zvýšení teploty.
• FK: Plní podobnou funkci jako BF, jedná se o další běžný model plovoucího koncového uložení.

Zlaté pravidlo: Jeden šroub musí mít právě jeden pevný konec BK, zatímco druhý konec musí být plovoucí konec BF nebo FK.

V. Typická aplikační pole

Podpěry BK jsou standardní součásti ve všech zařízeních využívajících přesné kuličkové šrouby a mají všeobecné uplatnění:

• Nástroje CNC: Pohonový konec kuličkových šroubů na osách posuvu obráběcích center, soustruhů, frézek, brusek atd.
• Průmyslové roboty: Šroubové konce v kloubových pohonech a modulech lineárního pohybu (posuvy).
• Přesné automatizační zařízení: Polovodičové vybavení, montážní stroje čipů, měřicí přístroje, laserové obráběcí zařízení.
• Tiskařské a balicí stroje.
• Lékařské přístroje.

VI. Pokyny pro výběr a použití

Rozměrová shoda: Nominální model jednotky BK (např. BK10, BK12, BK15) musí přesně odpovídat průměru koncové části šroubového hřídele.

Ověření zatížení a přesnosti: Vyberte standardní nebo zesílené jednotky BK podle maximálního axiálního zatížení, které bude šroub nést, a podle požadované tuhosti systému. Pro vysoce přesná zařízení jsou zapotřebí modely s ložisky vysoké přesnosti.

Správná montážní poloha:

• Zajistěte, aby rameno šroubového hřídele pevně dosedalo na vnitřní kroužek ložiska uvnitř jednotky BK.
• Použijte speciální klíč k utažení pojistné matice na doporučený točivý moment a správně použijte i pojistnou podložku.

Použití ve dvojici: Vždy zakupte odpovídající plovoucí upevňovací jednotku BF nebo FK pro opačný konec šroubu.

Lubrikace: Před prvním použitím ověřte, zda je jednotka předmaštěna, a pravidelně doplňujte doporučené mazivo prostřednictvím maznice podle návodu k údržbě zařízení.

Upevňovací jednotka BK je nepostradatelným „kotvícím“ prvkem v přesných převodových systémech kuličkových šroubů. Komplexní otázky jako výběr ložisek, jejich párování, předpětí a těsnění jsou v ní spojeny do spolehlivého, snadno použitelného standardizovaného funkčního modulu. Správná volba jednotky BK a její vhodné párování a montáž s jednotkou BF je klíčovým prvním krokem při vytváření stabilního, přesného a trvanlivého základu celého lineárního pohybového systému. Je to jedno ze „standardních řešení“, na která se mohou inženýři při návrhu spolehnout.