Supporto estremità vite a ricircolo di sfere serie BF

I. Posizionamento Principale e Nomenclatura

Posizionamento: Unità standard di supporto lato estremità (estremo mobile) con cuscinetto integrato nel supporto. Viene utilizzata all'estremità della vite dove è necessario compensare le sollecitazioni assiali termiche.

Interpretazione della nomenclatura:

• B: Indica "Supporto del cuscinetto".
• F: Indica "Libero" o "Mobile". Questa è la sua funzione principale: permettere alla barra filettata di espandersi e contrarsi leggermente liberamente nella direzione assiale.

Funzioni fondamentali:

• Sopporta principalmente carichi radiali: Sopporta il peso dell'albero della vite, resiste alle forze radiali potenziali e garantisce la concentricità della rotazione della vite.
• Permette il movimento assiale libero: La progettazione interna del cuscinetto consente alla barra della vite di scorrere assialmente, assorbendo l'espansione termica causata dall'aumento di temperatura, evitando flessioni, inceppamenti o perdita di precisione dovuti alle sollecitazioni termiche.
• Fornisce posizionamento radiale: Mantiene la posizione del centro di rotazione dell'albero a vite.

II. Struttura principale e componenti

Un'unità di supporto BF standard è un modulo altamente integrato, che comprende tipicamente:

Custodia del cuscinetto: Simile all'unità BK, con una flangia di montaggio e un perno di centraggio lavorati con precisione.

Cuscinetto radiale:

• Più comune: Cuscinetto a sfere con scanalatura profonda. Resiste efficacemente ai carichi radiali garantendo al contempo un certo grado di libertà assiale (gioco).
• Altre forme: Alcuni modelli possono utilizzare bocce lisce (bush in bronzo) o cuscinetti a rullini con gabbia, ma i cuscinetti a sfere con scanalatura profonda sono i più diffusi grazie al loro basso attrito e alla capacità di funzionare ad alta velocità.

Sistema di sigillatura:
Presenta guarnizioni interne ed esterne per prevenire efficacemente l'ingresso di contaminanti esterni e la fuoriuscita della grassa interna.

Puntale per grassaggio: Per il rifornimento periodico di lubrificazione.

Struttura di Limitazione Assiale (Design Chiave):

• A differenza dell'unità BK, che "blocca" l'albero a vite, l'accoppiamento tra l'anello interno del cuscinetto BF e l'albero a vite è tipicamente con gioco o con accoppiamento leggermente forzato.
• L'anello esterno del cuscinetto è alloggiato nella scatola, con un'estremità localizzata assialmente e l'altra estremità lasciata con gioco assiale. Ciò consente all'intero cuscinetto uno spostamento assiale ridotto all'interno della scatola, permettendo alla vite di galleggiare.

III. Caratteristiche e vantaggi principali

• Chiave per la Riduzione dello Stress Termico: Questa è la ragione principale dell'esistenza dell'unità BF. Le viti a ricircolo di sfere generano calore per attrito durante il funzionamento ad alta velocità o continuo, causando l'espansione termica dell'albero della vite. Se entrambe le estremità fossero fisse (doppio BK), la vite si piegherebbe come una rotaia d'acciaio "sostenuta", provocando perdita di precisione, usura anomala o addirittura inceppamento. L'estremità BF risolve in modo ingegnoso questo problema consentendo un movimento assiale libero.
• Garantisce Sicurezza Operativa e Precisione del Sistema: Eliminando lo stress termico, l'unità BF mantiene la vite perfettamente rettilinea nell'intero intervallo di temperatura operativa, preservando a lungo termine la precisione della trasmissione ed evitando guasti catastrofici.
• Standardizzazione e Facilità d'Uso: Come nel caso del BK, il BF offre una soluzione standardizzata pronta all'uso, eliminando la necessità per l'utente di progettare un proprio sistema galleggiante, garantendo prestazioni e affidabilità.
• Buon Supporto Radiale: Nonostante consenta il gioco assiale, la rigidità e la precisione del supporto radiale rimangono elevate, sopprimendo efficacemente le vibrazioni radiali (oscillazioni) del vitello.
• Manutenzione facile: La progettazione integrata di tenuta e lubrificazione estende gli intervalli di manutenzione e semplifica le procedure.

IV. Coordinamento del Sistema con l'Estremità Fissa BK (Riaffermando la Regola Aurea)

Si tratta di una combinazione obbligatoria:

Lato Motore / Lato di Riferimento: BK (Estremità Fissa).

• Funzione: Resiste a tutte le forze assiali bidirezionali, fornendo il riferimento per il posizionamento assiale.
• Collegamento del Vitello: Tipicamente collegato direttamente al motore servo/stepper tramite un giunto.

Lato Non Motore / Lato Secondario: BF (Estremità Mobile).

• Funzione: fornisce supporto radiale, consente il movimento assiale di espansione termica.
• Connessione vite: Questa estremità della vite è libera o collegata soltanto a dispositivi di retroazione leggeri come encoder.

Legge fondamentale del design: Una vite a ricircolo di sfere in rotazione continua deve, e può soltanto, adottare il metodo di supporto [un'estremità fissa (BK), un'estremità mobile (BF)]. Questo è un principio fondamentale in tutti i progetti meccanici di precisione.

V. Campi applicativi tipici

Gli scenari applicativi per le unità di supporto BF sono identici a quelli delle unità BK, poiché ogni volta che viene utilizzata una BK, necessariamente viene impiegata anche una BF. È presente in tutte le apparecchiature che utilizzano viti a ricircolo di sfere di precisione:

• Tutti i tipi di macchine utensili a controllo numerico (CNC).
• Robot industriali e moduli lineari.
• Attrezzature per la produzione e l'ispezione di semiconduttori.
• Linee di produzione automatizzate di precisione.
• Dispositivi medici e strumenti scientifici.

VI. Linee guida per la selezione e l'uso

• Selezione abbinata: L'unità BF deve essere selezionata a coppia con un'unità BK della stessa serie e dello stesso diametro dell'albero (ad esempio, BK12 abbinato con BF12).
• Posizione di Installazione: Deve essere installata all'estremità del vite più lontana dal motore. Se la vite è azionata al centro (meno comune), entrambe le estremità devono essere estremità flottanti BF, ma tali casi richiedono una progettazione speciale.
• Evitare vincoli assiali: Durante l'installazione, assicurarsi che non vi siano vincoli assiali aggiuntivi sull'albero della vite all'estremità dell'unità BF. Ad esempio, se a questa estremità è collegato un encoder, deve essere utilizzato un giunto flessibile per il collegamento, e il relativo supporto non deve limitare il movimento assiale dell'albero della vite.
• Installazione corretta: Analogamente all'installazione di BK, assicurarsi che la planarità della superficie di montaggio di BF e il suo parallelismo con la superficie di montaggio di BK siano garantiti per assicurare un corretto allineamento dell'asse della vite.
• Manutenzione: Ricaricare periodicamente il grasso attraverso il punto di ingrassaggio e verificare lo stato delle guarnizioni.

Se l'estremità fissa BK è l'"ancoraggio" e la "pietra angolare" del sistema, allora l'estremità mobile BF ne è l'"ammortizzatore" e la "valvola di sicurezza". In modo intelligente e passivo, affronta la sfida fondamentale della gestione termica nelle macchine di precisione. La progettazione dell'unità BF incarna la saggezza ingegneristica del "vincere la rigidità con la flessibilità"—utilizzando gradi di libertà limitati e controllati per garantire una maggiore rigidità, accuratezza e affidabilità dell'intero sistema. La selezione e l'uso corretto del supporto BF rappresentano un altro elemento essenziale per assicurare il funzionamento a lungo termine, stabile e preciso di un sistema di trasmissione a vite a ricircolo di sfere.