I. Posicionamento Central e Nomenclatura
Posicionamento: Montagem padrão do suporte lateral (extremidade flutuante) com caixa de rolamento para fuso esférico. É utilizada na extremidade do fuso onde é necessário aliviar a tensão térmica axial.
Interpretação da Nomenclatura:
- B: Representa "Caixa de Rolamento".
- F: Representa "Livre" ou "Flutuante". Este é o seu núcleo funcional — permitir que o eixo do fuso se expanda e contraia ligeiramente livremente na direção axial.
Funções essenciais:
- Suporta principalmente cargas radiais: Sustenta o peso do eixo do fuso, resiste forças radiais potenciais e garante a concentricidade da rotação do fuso.
- Permite flutuação axial livre: O design interno do rolamento permite que o eixo do fuso deslize axialmente, absorvendo a expansão térmica causada pelo aumento de temperatura, evitando deformação, travamento ou perda de precisão do fuso devido à tensão térmica.
- Fornece posicionamento radial: Mantém a posição do centro de rotação do eixo de rosca.
II. Estrutura Principal e Componentes
Uma unidade de suporte BF padrão é um módulo altamente integrado, que normalmente compreende:
Caixa do Rolamento: Semelhante à unidade BK, com uma flange de montagem e um guia usinados com precisão.
Rolamento Radial:
- Mais comum: Rolamento de esferas de ranhura profunda. Suporta eficazmente cargas radiais ao mesmo tempo em que proporciona um certo grau de liberdade axial (folga).
- Outras formas: Alguns modelos podem usar buchas lisas (mangas de bronze) ou rolamentos de rolos agulha com gaiolas, mas os rolamentos de esferas de ranhura profunda são os mais prevalentes devido à sua baixa fricção e capacidade de alta velocidade.
Sistema de selagem:
Possui vedações interna e externa para efetivamente prevenir a entrada de contaminantes externos e vazamento da graxa interna.
Bico de graxa: Para reabastecimento periódico de lubrificação.
Estrutura de Limitação Axial (Projeto Chave):
- Diferentemente da unidade BK, que "trava" o eixo de rosca, o ajuste entre o anel interno do rolamento BF e o eixo de rosca é tipicamente um ajuste com folga ou leve interferência.
- O anel externo do rolamento é alojado na carcaça, com uma extremidade localizada axialmente e a outra extremidade deixada com folga axial. Isso permite ao rolamento inteiro um pequeno espaço de movimento axial dentro da carcaça, permitindo que o parafuso flutue.
III. Características Centrais e Vantagens
- Essencial para Aliviar Tensões Térmicas: Esta é a razão principal para a existência da unidade BF. Fuso de esferas geram calor por atrito durante operação em alta velocidade ou contínua, fazendo com que o eixo do fuso se expanda termicamente. Se ambas as extremidades fossem fixas (duplo BK), o fuso encurvar-se-ia como um trilho de aço "escorado", levando à perda de precisão, desgaste anormal ou até travamento. A extremidade BF resolve esse problema de forma engenhosa ao permitir flutuação axial.
- Garante a Segurança Operacional e Precisão do Sistema: Ao eliminar a tensão térmica, a unidade BF assegura que o fuso permaneça reto em toda a faixa de temperatura operacional, mantendo assim a precisão de transmissão a longo prazo e evitando falhas catastróficas.
- Padronização e Facilidade de Uso: Assim como o BK, o BF oferece uma solução padronizada e pronta para instalação, eliminando a necessidade de os usuários projetarem seu próprio mecanismo flutuante, garantindo desempenho e confiabilidade.
- Boa Sustentação Radial: Apesar de permitir flutuação axial, sua rigidez e precisão no suporte radial permanecem elevadas, suprimindo efetivamente a vibração radial (oscilação) do fuso.
- Manutenção fácil: O design integrado de vedação e lubrificação prolonga os intervalos de manutenção e simplifica os procedimentos.
IV. Coordenação do Sistema com a Extremidade Fixa BK (Reiterando a Regra de Ouro)
Esta é uma relação de combinação obrigatória:
Lado de Acionamento / Lado de Referência: BK (Extremidade Fixa).
- Função: Suporta todas as forças axiais bidirecionais, fornecendo a referência de posicionamento axial.
- Conexão do Fuso: Normalmente conectado diretamente ao motor servo/stepper por meio de um acoplamento.
Lado Não Motriz / Lado Escravo: BF (Extremidade Flutuante).
- Função: Fornece suporte radial, permite flutuação axial por expansão térmica.
- Conexão por Parafuso: Esta extremidade do parafuso é livre ou apenas conectada a dispositivos de realimentação leves, como codificadores.
Lei Básica de Projeto: Um fuso de esferas continuamente rotativo deve, e somente pode, adotar o método de suporte [uma extremidade fixa (BK), uma extremidade flutuante (BF)]. Este é um princípio fundamental em todos os projetos mecânicos de precisão.
V. Campos de Aplicação Típicos
Os cenários de aplicação para unidades de suporte BF são idênticos aos das unidades BK, pois onde quer que um BK seja usado, um BF é necessariamente utilizado. Está presente em todos os equipamentos que empregam fusos de esferas de precisão:
- Todos os tipos de máquinas-ferramenta CNC.
- Robôs industriais e módulos lineares.
- Equipamentos para fabricação e inspeção de semicondutores.
- Linhas de produção automatizadas de precisão.
- Dispositivos médicos e instrumentos científicos.
VI. Diretrizes de Seleção e Uso
- Seleção emparelhada: A unidade BF deve ser selecionada em par com uma unidade BK da mesma série e mesma especificação de diâmetro do eixo (por exemplo, BK12 pareado com BF12).
- Posição de Instalação: Deve ser instalada na extremidade do fuso mais distante do motor. Se o fuso for acionado no centro (menos comum), ambas as extremidades devem ser extremidades flutuantes BF, mas esses casos exigem projeto especial.
- Evitar Restrições Axiais: Durante a instalação, garanta que não haja restrições axiais adicionais no eixo do fuso na extremidade da unidade BF. Por exemplo, se um encoder estiver conectado nessa extremidade, deve-se usar um acoplamento flexível para a conexão, e seu suporte não deve restringir o movimento axial do eixo do fuso.
- Instalação Correta: Semelhante à instalação do BK, garanta a planicidade da superfície de montagem do BF e sua paralelismo com a superfície de montagem do BK para assegurar o alinhamento adequado do eixo do fuso.
- Manutenção: Reabasteça periodicamente a graxa através do bico de lubrificação e verifique a condição da vedação.
Se a extremidade fixa BK é o "ancoradouro" e a "pedra angular" do sistema, então a extremidade flutuante BF é o "amortecedor" e a "válvula de segurança" do sistema. De maneira inteligente e passiva, ela resolve o desafio central do gerenciamento térmico em máquinas de precisão. O design da unidade BF incorpora a sabedoria engenhosa de "vencer a rigidez com suavidade" — utilizando graus de liberdade limitados e controlados para garantir maior rigidez, precisão e confiabilidade do sistema como um todo. A seleção e o uso correto do suporte BF são outra proteção essencial para assegurar o funcionamento prolongado, estável e preciso de um sistema de transmissão por fuso de esferas.
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