Soporte de extremo de tornillo de bolas serie BF

I. Posicionamiento y nomenclatura principales

Posicionamiento: Conjunto estándar de soporte lateral (extremo flotante) para husillo de bolas con alojamiento de rodamiento. Se utiliza en el extremo del husillo donde es necesario aliviar las tensiones térmicas axiales.

Interpretación de la nomenclatura:

• B: ¿ Qué es eso? Representa "Alojamiento de rodamiento".
• F: Representa "Libre" o "Flotante". Este es su núcleo funcional: permite que el eje del husillo se expanda y contraiga ligeramente libremente en la dirección axial.

Funciones básicas:

• Resiste principalmente cargas radiales: Sostiene el peso del eje del husillo, resiste fuerzas radiales potenciales y garantiza la concentricidad de la rotación del husillo.
• Permite flotación axial libre: El diseño interno del rodamiento permite que el eje del husillo se deslice axialmente, absorbiendo la expansión térmica causada por el aumento de temperatura, evitando la flexión, atascos o pérdida de precisión del husillo debido a tensiones térmicas.
• Proporciona posicionamiento radial: Mantiene la posición del centro de rotación del eje de tornillo.

II. Estructura y componentes principales

Una unidad de soporte BF estándar es un módulo altamente integrado, que normalmente comprende:

Carcasa del rodamiento: Similar a la unidad BK, con una brida de montaje y un centrador mecanizados con precisión.

Cojinete radial:

• Más común: Rodamiento de bolas de ranura profunda. Soporta eficazmente cargas radiales mientras proporciona un cierto grado de libertad axial (juego).
• Otras formas: Algunos modelos pueden usar bujes lisos (mangas de bronce) o rodamientos de agujas con jaula, pero los rodamientos de bolas de ranura profunda son los más comunes debido a su baja fricción y capacidad para altas velocidades.

Sistema de sellado:
Incorpora sellos internos y externos para prevenir eficazmente la entrada de contaminantes externos y la fuga de grasa interna.

Boquilla de engrase: Para el reabastecimiento periódico de lubricación.

Estructura de Limitación Axial (Diseño Clave):

• A diferencia de la unidad BK, que "bloquea" el eje de tornillo, el ajuste entre el anillo interior del rodamiento BF y el eje de tornillo normalmente es con holgura o un ajuste deslizante ligero.
• El anillo exterior del rodamiento se aloja en la carcasa, con un extremo ubicado axialmente y el otro extremo dejando una holgura axial. Esto permite al rodamiento completo un pequeño espacio de movimiento axial dentro de la carcasa, permitiendo que el tornillo flote.

III. Características principales y ventajas

• Clave para Aliviar el Estrés Térmico: Esta es la razón principal de la existencia de la unidad BF. Los husillos de bolas generan calor por fricción durante operaciones a alta velocidad o continuas, lo que provoca la expansión térmica del eje del husillo. Si ambos extremos estuvieran fijos (doble BK), el husillo se pandearía como un riel de acero "sostenido", provocando pérdida de precisión, desgaste anormal o incluso atascamiento. El extremo BF resuelve ingeniosamente este problema permitiendo una flotación axial.
• Garantiza la Seguridad Operativa y la Precisión del Sistema: Al eliminar el estrés térmico, la unidad BF asegura que el husillo permanezca recto en todo el rango de temperatura operativa, manteniendo así la precisión de transmisión a largo plazo y evitando fallos catastróficos.
• Normalización y Facilidad de Uso: Al igual que el BK, el BF ofrece una solución estandarizada y lista para instalar, eliminando la necesidad de que los usuarios diseñen su propio mecanismo flotante, garantizando rendimiento y fiabilidad.
• Buena Sujeción Radial: A pesar de permitir flotación axial, su rigidez y precisión en el soporte radial permanecen altas, suprimiendo eficazmente la vibración radial (bamboleo) del husillo.
• Mantenimiento fácil: El diseño integrado de sellado y lubricación prolonga los intervalos de mantenimiento y simplifica los procedimientos.

IV. Coordinación del Sistema con el Extremo Fijo BK (Reiterando la Regla de Oro)

Esta es una relación de acoplamiento obligatoria:

Lado de Accionamiento / Lado de Referencia: BK (Extremo Fijo).

• Función: Soporta todas las fuerzas axiales bidireccionales y proporciona el referente de posicionamiento axial.
• Conexión del Husillo: Típicamente conectado directamente al motor servo/paso mediante un acoplamiento.

Lado No Accionado / Lado Esclavo: BF (Extremo Flotante).

• Función: Proporciona soporte radial, permite la expansión térmica axial flotante.
• Conexión de tornillo: Este extremo del tornillo es libre o solo se conecta a dispositivos de retroalimentación ligeros como codificadores.

Ley de diseño fundamental: Un tornillo de bolas en rotación continua debe, y solo puede, adoptar el método de soporte de [un extremo fijo (BK), un extremo flotante (BF)]. Este es un principio fundamental en todos los diseños mecánicos de precisión.

V. Campos de aplicación típicos

Los escenarios de aplicación para las unidades de soporte BF son idénticos a los de las unidades BK, ya que donde se utiliza una BK, necesariamente se utiliza una BF. Existe en todos los equipos que emplean tornillos de bolas de precisión:

• Todo tipo de máquinas herramienta CNC.
• Robots industriales y módulos lineales.
• Equipos de fabricación y verificación de semiconductores.
• Líneas de producción automatizadas de precisión.
• Dispositivos médicos e instrumentos científicos.

VI. Directrices de selección y uso

• Selección emparejada: La unidad BF debe seleccionarse en pareja con una unidad BK de la misma serie y del mismo diámetro de eje (por ejemplo, BK12 aparejado con BF12).
• Posición de Instalación: Debe instalarse en el extremo del tornillo más alejado del motor. Si el tornillo es accionado por el centro (menos común), ambos extremos deben ser extremos flotantes BF, pero tales casos requieren un diseño especial.
• Evitar restricciones axiales: Durante la instalación, asegúrese de que no existan restricciones axiales adicionales sobre el eje del tornillo en el extremo de la unidad BF. Por ejemplo, si en este extremo se conecta un encoder, debe utilizarse un acoplamiento flexible para la conexión, y su soporte no debe restringir el movimiento axial del eje del tornillo.
• Instalación correcta: De forma similar a la instalación de BK, asegúrese de la planitud de la superficie de montaje de BF y su paralelismo con la superficie de montaje de BK para garantizar un alineamiento adecuado del eje del tornillo.
• Mantenimiento: Reponga periódicamente la grasa a través del engrase y verifique el estado del sello.

Si el extremo fijo BK es el «ancla» y «piedra angular» del sistema, entonces el extremo flotante BF es el «amortiguador» y «válvula de seguridad» del sistema. De manera inteligente y pasiva, aborda el desafío fundamental de la gestión térmica en maquinaria de precisión. El diseño de la unidad BF encarna la sabiduría ingenieril de «vencer la dureza con la suavidad», utilizando grados de libertad limitados y controlados para garantizar una mayor rigidez, precisión y fiabilidad del sistema en conjunto. La selección y el uso correcto del soporte BF constituyen otra salvaguarda crítica para asegurar el funcionamiento a largo plazo, estable y preciso de un sistema de transmisión por husillo de bolas.