I. Alapvető pozícionálás és megnevezés
A helyzet: Peremes rögzítésű, duplaanyás előfeszítésű, nagy merevségű/nagy pontosságú golyóscsavarszár. Olyan megoldás, amelyet a nulla holtjátékot, extrém magas merevséget, nagy terhelhetőséget és hosszú élettartamot igénylő magas szintű alkalmazásokhoz terveztek.
Megnevezés értelmezése:
- D: Dupla anya. A fő jellemzője, hogy két anyát kombinálnak előfeszítéses módon.
- F: Peremes. Az anyán egy négyzetes vagy kör alakú perem található, amely egyszerűsíti a szerelést és rögzítést.
- U: Általában az „Ultra Precision” (ultraprecíziós) vagy egy adott magas teljesítményű osztályt jelöl. Néha egy meghatározott előfeszítési módszert is jelent.
Alapérték: A előfeszített dupla anya szerkezet aktívan kiküszöböli az axiális játékot, és lényegesen nagyobb merevséget és teherbírást biztosít az egyszeres anyás golyóscsavarral összehasonlítva.
II. Alapszerkezet és működési elv
Dupla anyás előfeszített szerkezet (alapvető elem):
- A DFU két független golyósvetítő anyából áll. Egy előfeszítés-beállító elem (pl. előfeszítő távtartó, rugó vagy menetes hüvely) ellenirányú axiális erőt fejt ki közöttük.
- Működési elv: Az előfeszítés hatására a két anya golyópályái a csavarorsó meneteinek ellentétes oldalához nyomódnak. Függetlenül attól, hogy a csavarorsó előre- vagy visszamenetben van-e terhelve, az egyik anya golyói mindig terhelés alatt állnak. Ez teljesen kiküszöböli az axiális játékot (elérve a nulla holtjátékot), és jelentősen növeli a rendszer merevségét.
Előfeszítési módszerek:
- Távtartós előfeszítés: Pontos, különböző vastagságú távtartókat helyeznek el a két anya között. Egyszerű szerkezet, legnagyobb merevség, állandó előfeszítési érték, de a beállítás nehézkes.
- Rugós előfeszítés: A megelőző erőt tányérrugó-készletek segítségével alkalmazzák. Ez kompenzálja a kopást és a hőtágulatot, állandó megelőzést biztosítva, bár a merevség kissé alacsonyabb, mint a távtartóval ellátott megelőzésnél.
- Menetes megelőzés: A két anya relatív helyzete egy menetes hüvely segítségével állítható és rögzíthető. Állítható, de a merevség a rögzítő erőtől függ.
Flancessel ellátott anya:
- Erős, integrált flanccsal rendelkezik, amely nagy rögzítési felületet biztosít. Több csavarral rögzítik a munkaasztalhoz, kiváló kapcsolódási merevséget és könnyű szerelhetőséget nyújtva.
Nagypontosságú csavarorsó:
- Pontossági köszörülési eljárásokkal készül, általában magas vezetési pontossági osztályokat ér el, mint például C7, C5 vagy akár C3. Kiváló minőségű anyagból készül, hőkezelt.
III. Alapvető teljesítményelőnyök
- Játékmentesség és extrém magas pozicionálási pontosság: A előfeszített kettős anya tervezés teljesen megszünteti az axiális játékot, így valódi „nulla holtjátékú” átvitelt ér el. Ez kritikus fontosságú olyan alkalmazásoknál, amelyek rendkívül magas ismételhetőséget, kétirányú pozícionálást és fordítási ütésmentes működést igényelnek (például precíziós méréstechnika, litográfiai gépek, nagyteljesítményű szerszámgépek).
- Kiváló axiális merevség: A kettős anya szerkezet több mint kétszer akkora axiális merevséget biztosít, mint egy egyszeres anyájú csavarpár. A minimális alakváltozás nagy axiális terhelés alatt is biztosítja a mozgás pontosságát és stabilitását nehéz megmunkálás vagy nagy terhelés alatt.
- Magas teherbírás és hosszú élettartam: A két anya megosztja a terhelést, növelve ezzel a dinamikus és statikus teherbírást. Az előfeszítés javítja a golyók terheléseloszlását is, ami hozzájárul az élettartam meghosszabbodásához.
- Kiváló mozgás simasága: A játék megszüntetése zökkenőmentes, ütésmentes irányváltást eredményez, és kiküszöböli a tapadó-csúszó hatást (csúszkálást) alacsony sebességű üzemmódban, így kiváló mozgásjellemzőket biztosít.
IV. Összehasonlítás az egycsavaros golyóscsapágyakkal (pl. SFU)
| Funkció |
DFU (Kétszerszorítós, előfeszített típus) |
Egycsavaros típus (pl. SFU) |
| Tengelyes szabadonat |
Zéró holtjáték (az előfeszítéssel megszüntetett). |
Lehet mikron nagyságrendű hézag, vagy korlátozottan megszüntetett belső egycsavaros előfeszítéssel (nagyobb átmérőjű golyók alkalmazásával). |
| Tengelyirányú merevség |
Rendkívül magas (kétszerese vagy több). |
Magas, de elméleti felső határa van. |
| Teherbírás |
Magasabb (a terhelést két anya osztja meg). |
Magas. |
| Mozgásjellemzők |
Azonos előre/hátra irányban, nincs rántás a visszaforduláskor, kiváló simaság. |
Előfordulhat visszafordulási halott zóna, enyhe rántás a visszaforduláskor. |
| Szerkezeti bonyolultság és költség |
Bonyolult szerkezet, magas költség. |
Egyszerű szerkezet, alacsonyabb költség. |
| Alkalmazási helyszínek |
Korszerű felszerelés, ultramagas pontossággal, nagy merevséggel és nulla holtjáték-követelménnyel. |
A széleskörű ipari berendezések túlnyomó többsége, amelyek nagy pontosságot és magas sebességet igényelnek. |
| Súrlódás és hőmérséklet-emelkedés |
Az előfeszítés növeli a súrlódást és az üzem közbeni hőmérséklet-emelkedést bizonyos mértékig. |
Viszonylag alacsonyabb súrlódás és hőmérséklet-emelkedés. |
V. Tipikus alkalmazási területek
A DFU golyóscsapágyakat kizárólag extrém teljesítményigényű, felsőkategóriás berendezésekhez tervezték:
- Ultra-precíziós CNC szerszámgépek: Előtoló tengelyek precíziós megmunkaló központokban, sablonmarókban, ultra-precíziós esztergákban.
- Halványgyártó berendezések: Nanométeres pozicionálású mozgatóasztalok litográfiai gépekben, lemezelő ellenőrző berendezésekben, lapkazáró gépekben.
- Pontosságú mérőeszközök: Fő hajtótengelyek Koordináta Mérő Gépekben (CMM), lézerinterferométerekben, optikai mérőrendszerekben.
- Prémium minőségű additív gyártóberendezések: Porfelhordó és építőhenger-hajtások ipari fémes 3D nyomtatókban.
- Repülőgépipari gyártóberendezések: Kompozit rostelhelyező gépek, nagyprecíziós 5-tengelyes megmunkaló központok.
- Precíziós optikai és elektro-optikai berendezések: Távcső irányító rendszerek, precíziós hajtótengelyek lézeres vágó/maró gépekhez.
VI. Kiválasztási és használati útmutató
- Szükségesség értékelése: Csak akkor fontolja meg a kettős anya megoldást, ha az egyszeres anyás csavar (még belső előfeszítéssel is) nem felel meg a merevségi, játékmentességi vagy élettartam követelményeknek. A magasabb költség és bonyolultság alapos indokolást igényel.
- Előfeszítési módszer kiválasztása:
- Távtartós előfeszítés: Alkalmazható stabil terhelés esetén, olyan alkalmazásokban, ahol extrém merevséget igényelnek, és ahol az előfeszítés változása nem kívánatos (pl. nehézgépkönyű szerszámgépek).
- Rugós előfeszítés: Alkalmazható összetett feltételek mellett, például kopás vagy hőtágulás esetén, ahol állandó előfeszítés szükséges (pl. hosszú löketű, nagypontosságú mérőberendezések).
- Pontossági osztály párosítása: A csavart C7-es vagy annál pontosabb pontossági fokozattal kell kiválasztani, amely illeszkedik a rendszer célzott pontosságához.
- Rendszer hőkezelése: A kettős anyacsavar előfeszítése nagyobb súrlódást és esetleg több hőt generál. Nagysebességű vagy hosszú löketű alkalmazásoknál fontolja meg az orsó hűtését (például hűtőfolyadék átáramlása egy üreges orsón) vagy kényszerhűtési intézkedéseket.
- Professzionális telepítés: A két anya helyes előfeszítésének beállítása, valamint az orsótengely pontos igazítása a meghajtó motorral és a támasztócsapágyakkal felszerelés során kritikus fontosságú.
A DFU (és hasonló, dupla anyával előfeszített) golyóscsavarral a golyóscsavarok technológiájában az „ideális kinematikai játékmentesség” és az „extrém merevség” elérése érdekében korszerű megoldás áll rendelkezésre. Zseniális, bár kissé összetett, dupla anyával történő előfeszítési felépítésének köszönhetően bizonyos költség- és üzemeltetési hatékonyság (növekedett súrlódás) feláldozásával jelentős minőségi ugrást tesz lehetővé a kétirányú pozícionálási pontosságban, a rendszer merevségében és a terhelhetőségben. A DFU a legkiválóbb és megbízható magas szintű mechanikai hajtómű-komponensek egyike, amelyet a precíziós berendezéseket tervező mérnökök a legszigorúbb mozgásvezérlési teljesítményigények teljesítésére használhatnak. A DFU választása megalapozza a gép csúcsteljesítményének megbízható alapjait.
EN
