I. Định vị cốt lõi và cách gọi tên
Định vị: Một cụm trục vít bi được gắn bích, đai ốc kép có tải trước, độ cứng cao/độ chính xác cao. Đây là giải pháp được thiết kế cho các ứng dụng cao cấp đòi hỏi khe hở bằng không, độ cứng cực cao, khả năng chịu tải lớn và tuổi thọ dài.
Giải thích cách gọi tên:
- D: Đai ốc kép. Đặc điểm cốt lõi, gồm hai đai ốc kết hợp với nhau thông qua phương pháp căng trước.
- F: Gắn bích. Đai ốc tích hợp một bích hình vuông hoặc hình tròn để dễ dàng lắp đặt và cố định.
- U: Thông thường biểu thị cho "Siêu chính xác" hoặc một cấp độ hiệu suất cao cụ thể. Đôi khi ám chỉ một phương pháp căng trước đặc biệt.
Giá trị cốt lõi: Cấu trúc đai ốc kép có tải trước chủ động loại bỏ độ rơ trục và cung cấp độ cứng cũng như khả năng chịu tải vượt trội hơn nhiều so với các trục vít bi đai ốc đơn.
II. Cấu trúc lõi và nguyên lý hoạt động
Cấu trúc căng trước kép đai ốc (lõi):
- DFU bao gồm hai đai ốc bi độc lập. Một bộ phận điều chỉnh lực căng trước (ví dụ: miếng đệm căng trước, lò xo hoặc ống ren) tạo ra lực dọc trục ngược chiều giữa hai đai ốc.
- Nguyên lý hoạt động: Lực căng trước làm các rãnh bi của hai đai ốc ép vào hai mặt đối diện của ren trục vít. Bất kể trục vít chịu tải thuận hay tải ngược, các viên bi trong một đai ốc luôn chịu lực. Điều này loại bỏ hoàn toàn độ rơ dọc trục (đạt độ rơ bằng không) và tăng đáng kể độ cứng vững của hệ thống.
Các phương pháp căng trước:
- Căng trước bằng miếng đệm: Các miếng đệm chính xác với độ dày khác nhau được chèn giữa hai đai ốc. Cấu trúc đơn giản, độ cứng vững cao nhất, giá trị lực căng trước cố định, nhưng việc điều chỉnh bất tiện.
- Căng trước bằng lò xo: Lực căng trước được áp dụng thông qua bộ lò xo đĩa. Bù trừ mài mòn và giãn nở nhiệt, duy trì lực căng trước không đổi, nhưng độ cứng vững hơi thấp hơn so với căng trước bằng miếng đệm.
- Điều chỉnh độ căng ren: Vị trí tương đối của hai đai ốc được điều chỉnh và cố định thông qua một ống nối có ren. Có thể điều chỉnh được, nhưng độ cứng vững phụ thuộc vào lực siết khi cố định.
Đai ốc bích:
- Tích hợp bích chắc chắn và liền khối, cung cấp bề mặt lắp đặt lớn. Được cố định vào bàn làm việc bằng nhiều vít, mang lại độ cứng vững kết nối tuyệt vời và dễ dàng lắp đặt.
Trục vít độ chính xác cao:
- Được sản xuất bằng quy trình mài chính xác, thường đạt được các cấp độ chính xác bước vít cao như C7, C5 hoặc thậm chí C3. Sở hữu vật liệu vượt trội và xử lý nhiệt tốt.
III. Các ưu điểm hiệu suất cốt lõi
- Không độ rơ và độ chính xác định vị cực cao: Thiết kế đai ốc kép có độ căng trước hoàn toàn loại bỏ khe hở trục, đạt được truyền động thực sự "không độ rơ". Đây là yếu tố then chốt trong các ứng dụng yêu cầu độ lặp lại cực cao, định vị hai chiều và không có hiện tượng sốc khi đảo chiều (ví dụ: đo lường chính xác, máy in thạch bản, máy công cụ hiệu suất cao).
- Độ cứng vững trục tuyệt vời: Cấu trúc đai ốc kép cung cấp độ cứng trục hơn gấp hai lần so với cặp vít đai ốc đơn. Biến dạng tối thiểu dưới tải trọng trục cao đảm bảo độ chính xác chuyển động và sự ổn định trong điều kiện cắt nặng hoặc tải trọng lớn.
- Khả năng chịu tải cao và tuổi thọ dài: Hai đai ốc chia sẻ tải trọng, làm tăng xếp hạng tải động và tĩnh tổng thể. Độ căng ban đầu cũng cải thiện phân bố tải lên các viên bi, góp phần kéo dài tuổi thọ.
- Độ mượt chuyển động xuất sắc: Loại bỏ độ rơ giúp đảo chiều chuyển động trơn tru, không bị sốc và loại bỏ hiện tượng trượt dính (bò) trong vận hành tốc độ thấp, mang lại đặc tính chuyển động vượt trội.
IV. So sánh với vít me bi kiểu đai ốc đơn (ví dụ: SFU)
| Tính năng |
DFU (Kiểu đai ốc kép có độ căng trước) |
Kiểu đai ốc đơn (ví dụ: SFU) |
| Khoảng trống theo chiều trục |
Không có độ rơ (được loại bỏ thông qua độ căng trước). |
Có thể có độ hở ở mức micron, hoặc việc loại bỏ hạn chế thông qua độ căng trước bên trong đai ốc đơn (bi kích thước lớn hơn). |
| Độ cứng trục |
Cực kỳ cao (2 lần hoặc hơn). |
Cao, nhưng có giới hạn lý thuyết tối đa. |
| Khả năng tải |
Cao hơn (tải được chia sẻ bởi hai đai ốc). |
Cao. |
| Đặc tính chuyển động |
Giống hệt nhau khi tiến/lùi, không có độ trễ khi đổi chiều, độ mượt xuất sắc. |
Có thể có vùng chết khi đổi chiều, độ giật nhẹ khi đổi chiều. |
| Độ phức tạp cấu trúc và chi phí |
Cấu trúc phức tạp, chi phí cao. |
Cấu trúc đơn giản, chi phí thấp hơn. |
| Các tình huống áp dụng |
Thiết bị tiên tiến với độ chính xác cực cao, độ cứng vững cao và yêu cầu không có độ rơ. |
Đa số lớn các thiết bị công nghiệp thông thường yêu cầu độ chính xác cao và tốc độ cao. |
| Ma sát & Sự gia tăng nhiệt độ |
Tiền tải làm tăng ma sát và mức độ gia tăng nhiệt độ vận hành ở mức độ nhất định. |
Ma sát và sự gia tăng nhiệt độ tương đối thấp hơn. |
V. Các lĩnh vực ứng dụng điển hình
Vít bi DFU được thiết kế đặc biệt cho các thiết bị cao cấp có yêu cầu hiệu suất cực kỳ khắt khe:
- Máy công cụ CNC siêu chính xác: Các trục chuyển động của trung tâm gia công chính xác, máy mài tạo hình, máy tiện siêu chính xác.
- Thiết bị sản xuất bán dẫn: Các bàn dịch chuyển định vị cấp nanomet trong máy in thạch bản, thiết bị kiểm tra oán, máy gắn die.
- Thiết bị đo lường chính xác: Các trục truyền động chính cho Máy đo tọa độ (CMM), giao thoa kế laser, hệ thống đo bằng thị giác.
- Thiết Bị Sản Xuất Cộng Trừ Cao Cấp: Các trục dẫn truyền bột và xy lanh chế tạo trong máy in 3D kim loại công nghiệp.
- Thiết Bị Sản Xuất Hàng Không Vũ Trụ: Máy đặt sợi composite, các trung tâm gia công 5 trục độ chính xác cao.
- Thiết Bị Quang Học & Điện-Quang Học Chính Xác: Hệ thống định hướng kính thiên văn, các trục truyền động chính xác cho máy cắt/khắc laser.
VI. Hướng Dẫn Lựa Chọn Và Sử Dụng
- Đánh Giá Sự Cần Thiết: Chỉ cân nhắc giải pháp đai ốc kép khi vít đai ốc đơn (kể cả có tiền tải bên trong) không thể đáp ứng yêu cầu về độ cứng vững, độ rơ hoặc tuổi thọ. Chi phí và độ phức tạp cao hơn của nó cần được lý giải kỹ lưỡng.
- Lựa Chọn Phương Pháp Tiền Tải:
- Căng trước bằng miếng đệm: Thích hợp cho tải ổn định, các ứng dụng có yêu cầu độ cứng cực cao và khi thay đổi tải trước là không mong muốn (ví dụ: máy công cụ công cụ hạng nặng).
- Căng trước bằng lò xo: Thích hợp cho các điều kiện phức tạp liên quan đến sự mòn hoặc mở rộng nhiệt, nơi cần phải có tải trước liên tục (ví dụ: thiết bị đo độ chính xác cao, thời gian dài)
- Chọn độ chính xác: Cục vít phải được chọn với độ chính xác C7 hoặc cao hơn phù hợp với độ chính xác mục tiêu của hệ thống.
- Hệ thống quản lý nhiệt: Chất đúc gấp đôi tạo ra ma sát cao hơn và có khả năng làm nóng hơn. Đối với các ứng dụng tốc độ cao hoặc đột quỵ dài, hãy xem xét làm mát bằng vít (ví dụ, chất làm mát thông qua một vít rỗng) hoặc các biện pháp làm mát ép buộc.
- Cài đặt chuyên nghiệp: Điều chỉnh trước tải đúng của hai đinh và sự sắp xếp chính xác của trục vít với động cơ truyền động và vòng bi hỗ trợ là rất quan trọng trong quá trình lắp đặt.
Vít me bi DFU (và các loại vít me bi tương tự có độ dôi kép) đại diện cho một giải pháp tiên tiến trong công nghệ vít me bi nhằm đạt được "độ rơ bằng không" và "độ cứng cực cao". Thông qua cấu trúc độ dôi kép thông minh nhưng phức tạp của nó, loại vít này đánh đổi một phần chi phí và hiệu suất vận hành (ma sát tăng lên) để đạt được bước nhảy vượt bậc về độ chính xác định vị hai chiều, độ cứng hệ thống và khả năng chịu tải. Đây là một trong những thành phần truyền động cơ khí cốt lõi mạnh mẽ và đáng tin cậy nhất hiện có đối với các nhà thiết kế thiết bị chính xác khi phải đáp ứng các yêu cầu khắt khe nhất về hiệu suất điều khiển chuyển động. Việc lựa chọn DFU đồng nghĩa với việc tạo nền tảng vững chắc và tin cậy cho hiệu suất hàng đầu của máy móc.
EN
