I. Podstawowa pozycja i nomenklatura
Pozycjonowanie: Standardowy zestaw obudowy łożyskowej dla strony wspornika śruby kulowej (końcówki pływającej). Stosowany na końcu śruby tam, gdzie konieczne jest złagodzenie naprężeń termicznych osiowych.
Interpretacja nomenklatury:
- B: Oznacza "Obudowę łożyska."
- F: Oznacza „Wolny” lub „Pływający”. To jego podstawowa funkcja – umożliwia niewielkie swobodne wydłużenie i skracanie wału śrubowego w kierunku osiowym.
Podstawowe funkcje:
- Przede wszystkim przenosi obciążenia promieniowe: Podtrzymuje wagę wału śrubowego, przeciwstawia się potencjalnym siłom promieniowym oraz zapewnia współśrodkowość obrotu śruby.
- Umożliwia swobodny ruch osiowy: Konstrukcja łożyska wewnętrznego pozwala wałowi śrubowemu przesuwać się osiowo, absorbując rozszerzalność termiczną spowodowaną wzrostem temperatury, zapobiegając wyginaniu, zacinaniu się lub utracie dokładności z powodu naprężeń termicznych.
- Zapewnia pozycjonowanie promieniowe: Utrzymuje położenie środka obrotu wału śrubowego.
II. Główne struktury i komponenty
Standardowy moduł podpórki BF to wysoce zintegrowany układ, składający się typowo z:
Obudowa łożyska: Podobnie jak jednostka BK, z precyzyjnie obrobioną kołnierzem montażowym i prowadnicą.
Łożysko radialne:
- Najczęstsze: Łożysko kulkowe głębokorzynnowe. Efektywnie wytrzymuje obciążenia radialne, zapewniając jednocześnie pewien stopień luzu osiowego.
- Inne wersje: Niektóre modele mogą wykorzystywać zwykłe panewki (panewki brązowe) lub łożyska igiełkowe z klatką, jednakże łożyska kulkowe głębokorzynnowe są najpowszechniejsze ze względu na niskie tarcie i możliwość pracy przy wysokich prędkościach obrotowych.
System uszczelnienia:
Posiada uszczelki wewnętrzne i zewnętrzne, które skutecznie zapobiegają przedostawaniu się zanieczyszczeń z zewnątrz oraz wyciekaniu smaru wewnętrznego.
Smarnica: Do okresowego uzupełniania smaru.
Konstrukcja ograniczająca ruch osiowy (kluczowy projekt):
- W przeciwieństwie do jednostki BK, która „blokuje” wał śrubowy, luz pomiędzy wewnętrznym pierścieniem łożyska BF a wałem śrubowym jest zazwyczaj luzem lub lekkim wciskiem.
- Pierścień zewnętrzny łożyska jest osadzony w obudowie, przy czym jeden koniec jest zlokalizowany osiowo, a drugi pozostawiony z luzem osiowym. To pozwala całemu łożysku na niewielki zakres ruchu osiowego w obrębie obudowy, umożliwiając unoszenie się śruby.
III. Główne cechy i zalety
- Kluczowe dla redukcji naprężeń termicznych: To jest głównym powodem istnienia jednostki BF. Śruby kulkowe generują ciepło tarcia podczas pracy wysokoprędkościowej lub ciągłej, co powoduje termiczne rozszerzanie się wału śrubowego. Gdyby oba końce były unieruchomione (podwójne BK), śruba wygięłaby się jak „podparty” szyny stalowe, prowadząc do utraty dokładności, nieregularnego zużycia lub nawet zakleszczenia. Koniec BF sprytnie rozwiązuje ten problem, pozwalając na ruch osiowy.
- Zapewnia bezpieczeństwo i dokładność działania systemu: Poprzez eliminację naprężeń termicznych, jednostka BF zapewnia prostoliniowość śruby w całym zakresie temperatur roboczych, dzięki czemu długoterminowo utrzymywana jest dokładność przekładni oraz zapobiegane jest katastrofalnemu uszkodzeniu.
- Standardyzacja i łatwość użytkowania: Tak jak w przypadku BK, jednostka BF oferuje gotowe do instalacji, znormalizowane rozwiązanie, eliminując konieczność projektowania przez użytkownika własnego mechanizmu pływającego, co gwarantuje wydajność i niezawodność.
- Dobra podpora radialna: Mimo umożliwienia ruchu osiowego, sztywność i precyzja podpory radialnej pozostają wysokie, skutecznie tłumiąc drgania radialne (bicie) śruby.
- Łatwa konserwacja: Zintegrowany projekt uszczelnienia i smarowania wydłuża odstępy między przeglądami i upraszcza procedury konserwacyjne.
IV. Koordynacja systemu z końcem nieruchomym BK (ponowne podkreślenie zasady podstawowej)
Jest to obowiązkowa para współpracująca:
Strona napędu / Strona odniesienia: BK (koniec nieruchomy).
- Funkcja: Wytrzymuje wszystkie dwukierunkowe siły osiowe, zapewnia odniesienie do pozycjonowania osiowego.
- Połączenie śrubowe: Zwykle bezpośrednio połączone z serwosilnikiem/silnikiem krokowym za pomocą sprzęgła.
Strona nie napędzana / Strona podległa: BF (Koniec pływający).
- Funkcja: Zapewnia podparcie radialne, umożliwia osiowe pływanie rozszerzalności cieplnej.
- Połączenie śrubowe: Ten koniec śruby jest swobodny lub połączony jedynie z lekkimi urządzeniami zwrotnymi, takimi jak enkodery.
Żelazna zasada projektowania: Ciągle obracająca się śruba kulowa musi, i może, przyjąć sposób podparcia [jeden koniec utwierdzony (BK), jeden koniec pływający (BF)]. Jest to podstawowa zasada we wszystkich precyzyjnych projektach mechanicznych.
V. Typowe dziedziny zastosowań
Zastosowania jednostek podparcia typu BF są identyczne z zastosowaniami jednostek BK, ponieważ tam, gdzie stosuje się BK, koniecznie używa się również BF. Występuje we wszystkim sprzęcie wykorzystującym precyzyjne śruby kulowe:
- Wszystkie typy narzędzi maszynowych CNC.
- Roboty przemysłowe i moduły liniowe.
- Wyposażenie do produkcji i inspekcji półprzewodników.
- Precyzyjne zautomatyzowane linie produkcyjne.
- Urządzenia medyczne i instrumenty naukowe.
VI. Wybór i wytyczne dotyczące użytkowania
- Wybór parami: Jednostka BF musi być wybrana jako para z jednostką BK tej samej serii i o tym samym wymiarze średnicy wału (np. BK12 w parze z BF12).
- Pozycja montażu: Należy zamontować na końcu śruby najbardziej oddalonym od silnika. Jeśli napęd jest środkowy (rzadszy przypadek), oba końce powinny mieć pływające końce typu BF, jednak takie przypadki wymagają specjalnej konstrukcji.
- Unikaj ograniczeń osiowych: Podczas montażu należy zadbać o brak dodatkowych ograniczeń osiowych wału śruby na końcu z jednostką BF. Na przykład, jeśli enkoder jest podłączony na tym końcu, połączenie musi zostać wykonane za pomocą sprzęgła elastycznego, a jego uchwyt nie może ograniczać osiowego ruchu pływającego wału śruby.
- Poprawna instalacja: Podobnie jak przy montażu BK, należy zapewnić płaskość powierzchni mocowania BF oraz jej równoległość do powierzchni mocowania BK, aby zagwarantować prawidłowe wyrównanie osi śruby.
- Utrzymanie: Okresowo uzupełniaj smar przez smarownicę i sprawdzaj stan uszczelnień.
Jeśli nieruchomy koniec BK jest systemowym «kotwicą» i «fundamentem», to ruchomy koniec BF to systemowy «amortyzator» i «zawór bezpieczeństwa». W sposób sprytny i bierny rozwiązuje on główne wyzwanie zarządzania ciepłem w precyzyjnych maszynach. Projekt jednostki BF odzwierciedla inżynierską mądrość «pokonywania twardości miękkością» — wykorzystując ograniczone, kontrolowane stopnie swobody, aby zapewnić większą sztywność, dokładność i niezawodność całego systemu. Prawidłowy wybór i stosowanie podpory BF to kolejne kluczowe zabezpieczenie gwarantujące długotrwałą, stabilną i precyzyjną pracę systemu napędu śruby kulowej.
EN
