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Tudo sobre Fusos de Esferas
Fusos de Esferas circulantes
Os Fusos de esferas circulantes são desenvolvidos especialmente para transformar, com o melhor rendimento possível, um movimento de rotação em movimento de translação, ou vice-versa.
A energia necessária para acionar o parafuso ou a castanha é consideravelmente reduzida, pois as esferas rolam entre as canaletas do parafuso (fuso) e da castanha (porca) com um mínimo de atrito. A redução do atrito possibilita a obtenção de um rendimento mecânico da ordem de 90% bem como a eliminação completa do avanço irregular característico dos parafusos trapezoidais, permitindo assim, um movimento regular também a rotações muito baixas. As esferas que circulam na pista de rolamentos retornam ao ponto de partida através de recirculadores externos e internos.
Eficiência do Fuso de Esferas: 90%
Os fusos de esferas circulantes são normalmente utilizados em máquinas dos mais variados setores industriais, como fresadoras, máquinas cncs, mesa posicionadora, Equipamentos hospitalares, atuadores entre outros.
Fusos de Esferas Retificado
Os Fusos de esferas Retificados, são considerados os fusos de melhores precisão, graças a sua alta precisão e tolerâncias muito restritas, são particularmente adaptados, para serem utilizados em máquinas-ferramentas e máquinas de comando numérico, no setor aeroespacial e na engenharia nuclear. A sua precisão varia de acordo com a classe de precisão, o qual nos retificados são C7, C5 e C3,
Os fusos de esferas retificados podem ser usados numa vasta gama de aplicações pois é possível utilizar porcas duplas montadas com pré-carga de maneira eliminar toda a folga axial. Desse modo além da precisão de passo temos também um produto que não terá folga axial.
O emprego de modelos de castanha padrão, conforme a norma mais utilizada no mundo DIN69051, reduz o custo de construção da máquina. Os fusos de esferas circulantes com castanha DIN69051 podem ser ter as extremidades usinadas sob encomenda e adaptar-se assim as necessidades da mais especial aplicação.
Definições
Nomenclatura dos componentes
Circuito: Caminho percorrido por uma esfera até dar uma volta completa dentro da castanha, inclusive através do tubo de recirculação.
Passo: trajeto percorrido por uma esfera ao fazer uma volta completa ao redor do parafuso.
Folga axial: folga entre a haste do fuso e a castanha medida longitudinalmente ao eixo do fuso.
Folga radial: folga entre o fuso e a castanha medida perpendicularmente ao eixo do parafuso.
Vida útil nominal: número de revoluções Lh ou número de horas de trabalho L efetuado ou ultrapassado por 90% dos fusos de esferas circulantes antes que apareçam na superfície do rolamento os primeiros sinais de fadiga do metal. A vida útil média alcançada por 50% dos fusos é aproximadamente a de 5 vezes a vida útil nominal.
Carga dinâmica: carga axial constante, coaxial ao eixo do fuso de esferas circulantes idênticos, sejam capazes de suportar durante uma vida útil de 106 revoluções. O critério de cálculo da carga dinâmica foi fixado segundo as recomendações ISO relativas aos rolamentos de esferas, adaptadas para o caso de parafusos de esferas circulantes.
Carga estática: carga axial aplicada a um parafuso de esferas circulantes que se encontra parado e que provoca uma deformação permanente das esferas e da pista do rolamento de acordo com as normas ANSI.
Carga nominal: Carga axial constante admissível, atuando num só sentido válida para uma determinada vida útil.
Carga radial: carga aplicada transversalmente ao eixo do fuso. Tende a reduzir o tempo de vida útil do fuso e, portanto, deve ser tomada em consideração quando da escolha de um fuso de esferas circulantes. A carga radial, se possível, deve ser evitada.
Carga excêntrica: força não concêntrica ao eixo e com tendência de inclinar a castanha sobre o parafuso. Esse tipo de carga reduz a vida útil, sendo, portanto, conveniente evita-la tanto quanto possível.
Reversibilidade: os parafusos de rosca trapezoidal tradicionais não são reversíveis. Uma carga aplicada sobre a castanha não pode produzir uma rotação do fuso devido ao baixo rendimento intrínseco do sistema, da ordem de 20% a 30%. Do contrário, os fusos de esferas circulantes são reversíveis. Uma carga aplicada sobre a castanha provoca a rotação do fuso ou vice-versa, já que o rendimento mecânico do conjunto é excepcionalmente elevado. Nos casos em que a reversibilidade não é desejada, é necessário adicionar ao parafuso esferas circulantes um dispositivo de frenagem.
Tipos de Recirculadores dos fuso de esferas:
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Recirculadores interno |
O rendimento mecânico dos fusos de esferas circulantes é consideravelmente mais elevado que o rendimento mecânico dos parafusos trapezoidais por casa do elevado coeficiente de atrito destes últimos.
Qual a máxima temperatura que um fuso de esferas pode ser aplicado?
Temperatura: os fusos de esferas circulantes trabalham com rendimento normal entre temperaturas de -50°C a + 150°C, desde que seja utilizada a lubrificação apropriada e não tenham raspadores e nem recirculadores de polímeros.
Velocidade crítica: a velocidade crítica varia em função do diâmetro e do comprimento do parafuso, bem como da rigidez dos apoios (mancais).
Carga de flambagem: se um fuso for carregado por compressão além dos limites admitidos, terá a tendência de flambar (fletir). A carga de compressão admissível depende do diâmetro e do comprimento do fuso assim como da rigidez dos apoios.
Raspadores : caso não seja possível utilizar sistemas de proteção nos fusos de esferas perfeitos como, por exemplo uma guarnição a fole, é indispensável montar limpadores especiais.
Instalação dos limpadores: os limpadores são montados dentro dos respectivos encaixes, ou fixados por meio de um suporte especial.
Usinagem standard das extremidades: as alternativas de usinagem das extremidades dos fusos, permitirão determinar mais facilmente os apoios mais adequados. Os mancais de extremidades mais utilizados no mercado são as séries BK-BF(fixação na base inferior) e FK-FF(flangeados).
Montagem da flange: caso você adquira um castanha sem flange e com uma rosca na castanha, a fixação da castanha em uma flange ou mancal usinado deve ser coberta com adesivo (para materiais do mesmo tipo). Quando o fuso trabalha sob forte vibração, é aconselhável furar a flange e a castanha com uma broca de aço rápido, e colocar um pino de fixação no furo. São recomendados pinos de acordo com as normas DIN 1481 ou DIN 3746.
A posição radial dos furos de fixação na flange varia de uma castanha para outra. Se é exigida uma posição exata dos furos de fixação em relação aos tubos de retorno, é aconselhado facear a superfície lateral da flange do lado da castanha.
Lubrificação: um fuso de esferas circulantes corretamente selecionado e montado, praticamente não necessita de manutenção além de uma lubrificação periódica com óleo ou graxa para rolamentos. Em condições normais de funcionamento, e a fim de manter o maior rendimento, deveria ser sempre mantida uma fina camada de óleo sobre o parafuso. Trabalhando a seco, a carga admissível do parafuso cai para aproximadamente 10% da carga total admissível. A lubrificação poderá ser feita tanto radialmente através da flange como sobre o mesmo parafuso.
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Montagem da castanha: a castanha deve ser sempre montada para que a carga seja aplicada à castanha pela face da flange e não pela rosca da flange como indicado na figura abaixo:
Para cargas ≤ da carga estática admissível, a resistência dos parafusos de fixação da flange deve ser ≥ a 8,8. Para os parafusos de esferas circulantes da Série R, se a carga de tensão é ≥ à carga dinâmica admissível, é aconselhável testar com antecedência a resistência dos fusos de fixação da flange.
Porque ao medir o diâmetro externo do fuso de esferas, o valor medido não é igual ao nominal?
É comum, clientes ligarem para o nosso atendimento com medidas diferentes do diâmetro nominal, isso ocorre que para alguns fabricantes o diâmetro nominal é a medida entre centro das esferas dentro da castanha. Veja na foto a seguir:
Número de Entradas no Fuso de Esferas?
Nos fusos de esferas, temos o Passo que em inglês são conhecidos como LEAD ou PITCH
Lead é o valor total do deslocamento em uma revolução de 360º , ou seja, uma volta completa.
Pitch é o valor medido entre as duas cristas visto na superfície do fuso de esferas
Fuso de 01 entrada: são os fusos comum mais comum do mercado, geralmente são passos 5mm ou 10mm.
Fuso de 02 entradas: são os fusos com passo mais rápido, é comum devido ao diâmetro encontramos até fuso 16mm com passo 10mm com 2 entradas, ou seja, uma revolução completa das esferas será o deslocamento de 10mm. Em geral são mais comum em fuso diâmetro 16mm e 20mm com passos 16 e 20mm respectivamente.
Fuso de 4entradas: São também fuso de passo rápido, conhecidos como HIGH LEAD, são mais comum em fusos diâmetro 25 a 50mm com passo rápido, como por exemplo fuso diâmetro 25mm com passo 25mm, fuso 32mm com passo 32mm e fuso 40mm com passo 40mm
Fusos Múltiplas entradas
Fuso de Esferas Retificado
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