Eine Kugelmutter besteht nicht einfach aus einer Gruppe von Kugeln, die sich von einem Ende der Mutter zum anderen bewegen. Die Kugeln wandern durch einen oder mehreregeschlossene Rezirkulationswege, allgemein als Kugelkreise bezeichnet.
Beim Lesen von Kugelumlaufspindelkatalogen ist es hilfreich, Kugelkreisläufe zu verstehen, da Spezifikationen eine Mutter möglicherweise mit Begriffen wie beschreibenAnzahl der Windungen,Anzahl der Kreisläufeoder eine Kombination aus beidem.
Was ist ein Ball-Circuit?
Im Inneren einer Kugelumlaufspindel rollen Stahlkugeln zwischen den spiralförmigen Rillen der Spindelwelle und der Kugelmutter.
Wenn sich die Schraube oder Mutter dreht, bewegen sich die Kugeln durch die belastete Laufbahn. Nachdem sie die Schnecke eine bestimmte Anzahl Umdrehungen lang umrundet haben, gelangen sie in einen Rückholmechanismus und werden zum Anfang der belasteten Zone zurückgeführt.
Dieser vollständig geschlossene Pfad wird aufgerufeneine Kugelbahn.
Belastete Laufbahn → Rückholmechanismus → zurück zur belasteten Laufbahn = ein kompletter Kugelumlauf
Der Rückholmechanismus ermöglicht eine kontinuierliche Zirkulation der Kugeln, während sich die Mutter entlang der Schraubenwelle bewegt.
Kurven und Rundkurse sind nicht dasselbe
Dies ist einer der wichtigsten Unterschiede beim Lesen einer Spezifikation für einen Kugelgewindetrieb.
Adrehenbeschreibt, wie viele Umdrehungen die Kugeln innerhalb eines Umlaufs um die Schneckenwelle machen, bevor sie in den Rücklauf gelangen.
ASchaltungbeschreibt einen vollständig unabhängigen Rezirkulationspfad.
2,5 Windungen × 2 Schaltkreise
Das bedeutet, dass die Kugelmutter zwei unabhängige Kugelkreise enthält und die Kugeln in jedem Kreis etwa 2,5 Umdrehungen um die Schraube zurücklegen, bevor sie durch den Umwälzmechanismus zurückkehren.
Daher sollte die Anzahl der Windungen nicht automatisch als Anzahl der Stromkreise interpretiert werden.
Warum nutzen Kugelmuttern mehrere Schaltkreise?
Eine Kugelmutter kann mehr als einen Kreis enthalten, sodass mehr Kugeln an der Lastaufnahme beteiligt sein können.
Im Allgemeinen kann eine Erhöhung der effektiven Anzahl tragender Kugeln zu einer höheren Tragzahl beitragen. Allerdings lässt sich die Leistung einer Kugelmutter nicht allein aus der Anzahl der Umläufe ermitteln.
Weitere wichtige Faktoren sind:
- Schraubendurchmesser
- Führen
- Kugeldurchmesser
- Laufbahngeometrie
- Anzahl der effektiven Umdrehungen
- Mutterlänge und Design
- Rezirkulationsmethode
- Vorspannung oder Axialspiel
- Material- und Wärmebehandlung
Aus diesem Grund können zwei Kugelmuttern mit demselben Spindelnenndurchmesser unterschiedliche dynamische und statische Tragzahlen aufweisen, auch wenn ihre Schaltungsanordnung ähnlich erscheint.
Achten Sie beim Vergleich von Kugelmuttern immer auf die Herstellerangabendynamische Tragzahl (Ca)Undstatische Tragzahl (C0a)anstatt die Belastbarkeit nur anhand der Anzahl der Schaltkreise zu beurteilen.
Wie werden Kugelkreiskonfigurationen spezifiziert?
Es gibt keine einzelne Schaltkreiskonfiguration für jede Kugelmutter.
Abhängig von der Kugelumlaufspindelserie und dem Umwälzdesign kann ein Hersteller die Konfiguration anhand der Anzahl der Windungen, der Anzahl der Kreisläufe oder beider angeben.
1 Umdrehung × 4 Schaltkreise
2,5 Windungen × 2 Schaltkreise
Diese beschreiben unterschiedliche interne Kugelanordnungen. Die genaue Konfiguration hängt stark vom verwendeten Rezirkulationssystem in der Mutter ab.
Wie sich das Umwälzdesign auf den Kreislauf auswirkt
Unterschiedliche Kugelmutterdesigns führen die Kugeln auf unterschiedliche Weise zurück, was sich direkt darauf auswirkt, wie die Schaltkreise innerhalb der Mutter angeordnet sind.
Externes Rücklaufrohr
Ein äußeres Rohr führt die Kugeln von einem Punkt der Laufbahn zurück zu einem anderen. Die Kugeln können mehrere Umdrehungen um die Schnecke durchlaufen, bevor sie in das Rücklaufrohr gelangen.
Interne Umwälzung
Eine interne Rückführungskomponente leitet die Kugeln innerhalb der Mutter um. Da der Rücklaufweg in den Mutternkörper integriert ist, kann sich die Schaltungsanordnung erheblich von einer externen Rücklaufrohrkonstruktion unterscheiden.
Endkappen-Rezirkulation
Bei dieser Konstruktion werden die Kugeln durch Durchgänge nahe den Enden der Mutter umgelenkt. Diese Anordnung wird üblicherweise verwendet, wenn der Zirkulationsweg durch einen größeren Teil der Kugelmutter verläuft.
Diese Designs sollten nicht einfach dadurch verglichen werden, dass die sichtbaren Rücklaufkomponenten gezählt werden. Entscheidend sind die interne Zirkulationsgeometrie und die effektiv belastete Kugelbahn.
Eine ausführlichere Erklärung, wie Kugeln in die Mutter zurückkehren, finden Sie unterWie funktioniert ein Kugelumlaufspindel-Umwälzsystem?
Bedeuten mehr Kugelkreisläufe immer eine bessere Kugelumlaufspindel?
Nein. Eine höhere Anzahl an Schaltkreisen ist nicht automatisch besser.
Effektiver lasttragende Kugeln können die Tragfähigkeit erhöhen, bei der Auswahl der Kugelumlaufspindel sind jedoch mehrere interagierende Parameter erforderlich.
Beispielsweise kann eine Maschine, die eine hohe Drehzahl erfordert, Vorrang vor Blei, Geschwindigkeitsfähigkeit, Rezirkulationsdesign und Schmierung haben. Bei einer Schwerlastachse kann der Schwerpunkt stärker auf der dynamischen Tragzahl und der Lebensdauer liegen. Ein Präzisionspositionierungssystem erfordert möglicherweise besondere Aufmerksamkeit auf Genauigkeitsgrad, Vorspannung, axiale Steifigkeit und Montageanordnung.
Daher sollte die Anzahl der Schaltkreise wie folgt behandelt werden:ein Designparameter, nicht als eigenständiger Indikator für die Qualität von Kugelumlaufspindeln.
Sollten Sie bei der Bestellung die Anzahl der Stromkreise angeben?
Bei den meisten Standard-Kugelumlaufspindeln müssen Kunden die Anzahl der Schaltkreise normalerweise nicht unabhängig auswählen.
Wenn Sie das genaue Modell der Kugelumlaufspindel oder Kugelmutter bereits kennen, ist die Schaltungsanordnung normalerweise Teil des Produktdesigns.
Geben Sie für eine Ersatz-Kugelmutter so viele Informationen wie möglich an, einschließlich:
- Modell mit Kugelumlaufspindel
- Durchmesser der Schraubenwelle
- Führen
- Mutternabmessungen
- Flanschabmessungen
- Genauigkeitsanforderung
- Anforderung an Vorspannung oder Axialspiel
- Benötigte Menge
Eine Zeichnung oder ein klares Foto der vorhandenen Mutter kann ebenfalls dabei helfen, die richtige Konfiguration zu ermitteln.
Bei einem neuen Maschinendesign ist es in der Regel sinnvoller, das bereitzustellenLast, Geschwindigkeit, Hub, Positionierungsanforderung und Einbaubedingungenals eine bestimmte Anzahl von Schaltkreisen anzufordern, ohne das komplette Design der Kugelumlaufspindel zu berücksichtigen.
Auswahl der richtigen Kugelmutter
Die Anzahl der Kugelumläufe hilft bei der Beschreibung, wie Kugeln in einer Kugelmutter angeordnet und umgewälzt werden, sie sollte jedoch immer zusammen mit der übrigen Spezifikation des Kugelgewindetriebs betrachtet werden.
Wendet sich= wie weit sich die Kugeln innerhalb eines Kreises um die Schnecke bewegen.
Schaltungen= wie viele unabhängige geschlossene Rezirkulationswege in die Mutter eingebaut sind.
Berücksichtigen Sie beim Vergleich von Kugelmuttern die Belastungswerte und vollständigen technischen Spezifikationen des Herstellers, anstatt sich nur auf die Anzahl der Schaltkreise zu verlassen.
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