DFU-seriens kulematte

I. Kjerneposisjonering og benevnelse

Plassering: En flensmontert, dobbel-mutter forspent, høystiv/høypresisjons kulegevind-enhet. Det er en løsning utviklet for high-end applikasjoner som krever null slipp, ekstremt høy stivhet, høy lastkapasitet og lang levetid.
Betydning av benevnelsen:

• D: Dobbel mutter. Hovedegenskapen, bestående av to muttere kombinert via en forspenningsmetode.
• F: Flens. Mutteren har en firkantet eller sirkulær flens for enkel montering og festing.
• U: Står vanligvis for "Ultra Presisjon" eller en spesifikk høytytende klasse. Noen ganger henviser det til en bestemt forspenningsmetode.

Kjerneverdi: Den forspente dobbel-mutter-konstruksjonen eliminerer aktivt aksial luft og gir langt bedre stivhet og lastkapasitet sammenlignet med enkel-mutter kulegevind.

II. Kjernestruktur og virkemåte

Dobbeltmutter forspenningsstruktur (kjerne):

• DFU består av to uavhengige kulemuttere. Et forspenningsjusteringselement (f.eks. forspanningsavstandsstykke, fjær eller trådskål) påfører en motsatt aksial kraft mellom dem.
• Arbeidsprinsipp: Forspenningen tvinger kulebanene i de to mutterne til å trykke mot motsatte flanker i skruens gjenger. Uansett om skruen er utsatt for positiv eller negativ belastning, vil kulene i én av mutterne alltid være under belastning. Dette eliminerer helt aksial spilling (oppnår null slipp) og øker systemstivheten betydelig.

Metoder for forspenning:

• Avstandsstykke-forspenning: Presisjonsavstandsstykke i ulik tykkelse settes inn mellom mutterne. Enkel struktur, høyest stivhet, fast forspenningsverdi, men justering er ubekvem.
• Fjær-forspenning: Forspenningskraft påføres via skivefjærsett. Kompenserer for slitasje og varmeutvidelse og opprettholder konstant forspenning, men stivheten er noe lavere enn ved avstandsstykke-forspenning.
• Innført forspenning: Den relative posisjonen til de to mutterne justeres og låses via en gjengerør. Justerbar, men stivhet avhenger av låsekraften.

Flangemutter:

• Har en robust, integrert flens som gir en stor monteringsflate. Den festes til arbeidsbordet med flere skruer, noe som gir utmerket tilkoblingsstivhet og enkel installasjon.

Høypresisjonskrunskaft:

• Produsert med presisjons sliping, vanligvis med høye nøyaktighetsklasser som C7, C5 eller til og med C3. Har overlegne material- og varmebehandlingskarakteristikker.

III. Kjerneytelsesfordele

• Null tømning og ekstremt høy posisjoneringsnøyaktighet: Dobbeltmutterkonstruksjon med forspenning eliminerer helt aksial spilling, og oppnår sann "null-tømning"-overføring. Dette er kritisk for applikasjoner som krever svært høy repeterbarhet, todreidig posisjonering og ingen reverseringssjokk (f.eks. presisjonsmåling, litografimaskiner, maskinverktøy med høy ytelse).
• Eksepsjonell aksial stivhet: Dobbel-mutter-konstruksjonen gir mer enn dobbelt så høy aksial stivhet som en enkel-mutter skruepar. Minimalt avbøyning under høye aksiale laster sikrer bevegelsesnøyaktighet og stabilitet under tung saging eller høylastforhold.
• Høy lastkapasitet og lang levetid: De to mutterne deler lasten, noe som øker den totale dynamiske og statiske lastkapasiteten. Forspenthet forbedrer også lastfordelingen på kulene, noe som bidrar til lengre levetid.
• Utmerket bevegelsesglathed: Å fjerne spilling resulterer i glatt, sjokkfri retningsskifte og eliminerer kileeffekt (kryping) under lavhastighetsdrift, og gir overlegne bevegelsesevner.

IV. Sammenligning med enkel-mutter kulemuttere (f.eks. SFU)

V. Typiske bruksområder

DFU-kulespindler er spesialdesignet for toppklassens utstyr med ekstreme ytelseskrav:

• Ultra-presisjons CNC-verktøymaskiner: Matingsakser for presisjons-sentermaskiner, jig-slipe- og ultra-presisjons-snekkerbanker.
• Utstyr for halvlederproduksjon: Nanometer-posisjoneringsstadier i litografimaskiner, wafer-inspeksjonsutstyr, die-bonders.
• Nøyaktige måleinstrumenter: Kjerne-dreiveksler for koordinatmålemaskiner (CMM), laserinterferometre, visuelle målesystemer.
• Høytytende additiv tilvirkningsutstyr: Pulverspredning og byggesylinderdrev i industrielle metall 3D-skrivere.
• Luftfartøysproduksjonsutstyr: Komposittfiberplasseringsmaskiner, høypresisjons 5-akse bearbeidingsmaskinsentraler.
• Presisjonsopptiske og elektrooptiske utstyr: Teleskoppekesystemer, presisjonsdrevaksler for laserkapping/engravingmaskiner.

VI. Valg- og bruksanvisninger

• Behovsvurdering: Vurder dobbel-mutter-løsningen kun når en enkel-mutter skrue (selv med intern forspenning) ikke kan oppfylle kravene til stivhet, slakkhet eller levetid. Den høyere kostnaden og kompleksiteten må begrunnes grundig.
• Valg av forspenningsmetode:

1. Avstandsstykke-forspenning: Egnet for stabile laster, applikasjoner med ekstreme krav til stivhet og der endring av forspenning er uønsket (f.eks. tungtsvevende verktøymaskiner).
2. Fjær-forspenning: Egnet for komplekse forhold som omfatter slitasje eller varmeutvidelse der konstant forspenning er nødvendig (f.eks. langhubbe, høypresisjonsmåleutstyr)

• Nøyaktighetsklassematching: Skrueskaftet må velges med nøyaktighetsklasse C7 eller bedre, i samsvar med systemets målnøyaktighet.
• Systemtermisk håndtering: Dobbeltmutter-forspenning genererer høyere friksjon og potensielt mer varme. For høyhastighets- eller langhubapplikasjoner, vurder avkjøling av skruen (f.eks. kjølevæske gjennom hul skrue) eller tvungen avkjøling.
• Profesjonell installasjon: Korrekt justering av forspenningen på de to mutterne og presis justering av skrueskaftet i forhold til drivmotoren og støttelegeringene er kritisk under installasjon.

DFU (og lignende dobbel-mutter forspent) kulegevind representerer en avansert løsning innen kulegevindteknologi for å oppnå «null slipp» og «ekstrem stivhet». Gjennom sin geniale, men samtidig komplekse, dobbel-mutter forspenningsstruktur ofrer den noe i kostnad og driftseffektivitet (økt friksjon) til fordel for et kvalitativt sprang i posisjoneringsnøyaktighet i begge retninger, systemstivhet og lastkapasitet. Den er ett av de mest kraftfulle og pålitelige kjernekomponentene innen mekanisk kraftoverføring som er tilgjengelig for konstruktører av presisjonsutstyr som står overfor de strengeste kravene til bevegelseskontroll. Å velge DFU betyr å legge et solidt og pålitelig grunnlag for maskinens toppresterende egenskaper.