Ventajas de transmisiones

Un husillo de bola es un actuador lineal mecánico que convierte el movimiento de rotación en movimiento lineal con pocas perdidas por fricción.

Un eje roscado proporciona un camino de rodadura helicoidal a unos rodamientos de bolas que actúan como un tornillo de precisión. Como el movimiento se realiza por rotación, no por deslizamiento, el rozamientos es menor, la fricción del conjunto es baja. Y como el esfuerzo se reparte entre varias bolas, es capaz de aplicar o resistir altas cargas de empuje. Se pueden fabrican con unas tolerancias estrechas y por tanto son adecuados para su empleo donde se necesita una alta precisión. El conjunto de bolas actúa como la tuerca mientras el eje roscado es el tornillo. En contraste con los husillos convencionales, los husillos a bolas tienden a ser bastante voluminoso, debido a la necesidad de disponer un espacio en el mecanismo para recircular las bolas.

Los husillos a bolas se utilizan en aviones y misiles para mover las superficies de control, especialmente en sistemas eléctrico fly by wire. En los automóviles se emplea en la dirección asistida para convertir el movimiento rotativo de un motor eléctrico en el movimiento axial de la cremallera de dirección. También se utilizan en máquinas herramientas, robots y equipos de montaje de precisión. Se utilizan husillos de bolas de gran precisión en motores paso a paso para la fabricación de semiconductores.

Alta precisión ejes de los tornillos tiene habitualmente una precisión de 830 nanómetros

por centímetro ( 1/1000 de una pulgada por pie) o mejor. Históricamente se han

mecanizado a la forma bruta, posteriormente sometido a un proceso de cementación y

luegorectificado. El proceso de tres pasos es necesario porque el mecanizado a alta

temperatura distorsiona la pieza trabajada.1 Una técnica de mecanizado de precisión

reciente hard whirling (2008) que minimiza el calentamiento de la pieza, y puede producir

tornillos de precisión en una barra cementada.2

Los ejes de los husillos de instrumento de calidad suelen tener una precisión de 250

nanómetros por centímetro. Se fabrican en máquinas de fresado de precisión con equipo

de medición óptica de distancia y herramientas especiales. Se utilizan máquinas similares

para producir lentes ópticas y espejos. Los ejes del husillo de instrumento se hacen

generalmente en Invar, para evitar demasiados cambios de tolerancias con la temperatura.

Ventajas

La baja fricción de los husillos de bolas se traduce en una alta eficiencia mecánica en

comparación con otras alternativas. Un husillo de bolas usuales puede alcanzar una

eficiencia del 90%, en comparación con el 50% de un husillo Acme de igual tamaño. La

falta de fricción de deslizamiento entre la tuerca y el tornillo permite una larga vida útil del

conjunto del husillo (especialmente en los sistemas sin holgura), la reducción de los

tiempos entre mantenimiento y sustitución de piezas y a la disminución de las necesidades

delubricación. Esto, combinado con la mejora del rendimiento global y la reducción del

consumo energético pueden permitir compensar los mayores costes de adquisición de los

husillos a bolas.

Desventajas

Dependiendo de su ángulo de avance, los husillos de bolas puede retroceder debido a su

bajo rozamiento interno (es decir, el eje del husillo puede ser accionado linealmente y

hacer girar la tuerca de bola). Por lo general son indeseables para las máquinas

herramientas operadas a mano, como se requiere rigidez en el servomotor para mantener

el cortador de agarrar el trabajo y la alimentación propia, es decir, donde el cortador y la

pieza de trabajo a la velocidad superior de avance óptimo y eficaz atasco o accidente

juntos, arruinando el cortador y la pieza de trabajo.

El coste también es un factor importante los husillos Acme son más baratos de fabricar.

DryLin® - Husillos de rosca trapezoidal - Datos técnicosCaracterísticas especiales

Los conjuntos de tuerca y husillo drylin® funcionan a la perfección en una amplia variedad de materiales para husillo y gracias a que las tuercas fabricadas en plásticos de alto rendimiento iglidur® no requieren de lubricación ni mantenimiento. Las ventajas que presentan estas tuercas con respecto a las que sí requieren lubricación son muy claras, especialmente por la reducción de las tareas de mantenimiento en aplicaciones expuestas al polvo o la suciedad (maquinaria textil, procesado de la madera o minerales) o en aquellas que se ven afectadas por procesos de limpieza con agua o detergentes (maquinaria de envasado o relacionada con la alimentación)  cargas radiales

Las tuercas para husillo drylin® han sido diseñadas para absorber las fuerzas axiales. En caso de que la aplicación se vea sometida a fuerzas radiales, éstas deberán ser absorbidas por guías lineales implementadas de forma adicional.Temperatura

Las tuercas para husillo drylin® han sido fabricadas a base de material iglidur®, lo que les permite prescindir de lubricación y mantenimiento, Responden de forma fiable y segura en rangos de temperaturas desde -20º a +90º (incluso hasta 150º dependiendo del material) No obstante, debe tener en cuenta que la expansión que ocasionan según que temperaturas influye en la carga máxima que puede soportar la aplicación, al igual que en la holgura. Antes de someter su aplicación a temperaturas especialmente altas o bajas, le recomendamos que ponga a prueba la viabilidad de las tuercas para husillo por medio de experimentos empíricos adecuados a su caso. Disponemos de diversos conjuntos de tuercas y husillos apropiados para un amplio espectro de usos y temperaturas.Zonas mojadas

Para aplicaciones en ambientes húmedos, y sobretodo para aquellas en contacto con el agua, le recomendamos el uso de tuercas para husillo fabricadas en iglidur® J o iglidur® A180. Debido a que estos materiales presentan una baja absorción de la humedad. iglidur® J iglidur® A180Suciedad

Los conjuntos de tuerca y husillo drylin® se deslizan en seco y libres de mantenimiento, gracias al uso exclusivo de materiales iglidur® diseñados especialmente para su uso en ejes roscados. Eliminar los lubricantes conlleva que la adhesión de partículas blandas como polvo o fibras se reduce notablemente. Tras hacer la comparación con otras soluciones que necesitan lubricación, es fácil percatarse de la mejora de la vida útil de aquellas que no la necesitan, además de poder trabajar en ambientes sucios. Si bien es cierto, que el husillo debería cubrirse para trabajar en ambientes muy sucios o que presenten partículas duras como virutas de metal o polvo de granito.Ruido

A menudo, los sistemas de deslizamiento con husillo generan un volumen elevado de ruido. Y más en particular, los husillos con recorridos largos pueden ocasionar vibraciones en sistemas deslizantes. Las excelentes propiedades deslizantes de los material plásticos iglidur® hacen que nuestras tuercas causen un menor ruido que el plástico convencional o los materiales metálicos, como el bronce o latón. Si su sistema deslizante con husillo le ocasiona demasiado ruido, no dude en contactar con uno de nuestros expertos para encontrar una solución mejor.Test de prueba para tuercas y husillos

Los sistemas de tuerca y husillo drylin® han sido fabricados de acuerdo con DIN 103. La prueba se realiza con calibres macho para agujeros roscados normalizados luego de la producción. Para los tamaños de rosca que no se indican en la tabla normalizada, la norma DIN 103 se convierte al tamaño correspondiente. En la elección deben tenerse en cuenta las propiedades higroscópicas, o bien térmicas, del material. Pueden sobrevenir

diferencias de medidas causadas por la humedad y/o calor en el lugar de empleo. Por estos motivos no se puede garantizar una conformidad DIN general.Juego

Para que los sistemas deslizantes con husillo resulten funcionales, es necesario un mínimo de holgura. Tenga en cuenta los parámetros específicos de la aplicación, junto con el juego del sistema ocasionado por las tolerancias de fabricación. No sólo se debe prestar atención a la influencia térmica e hygroscópica (humedad) del ambiente de la aplicación, sino quetambién alberga una gran importancia el calor por fricción que ésta genera. Por ello, no resulta recomendable emplear sistemas deslizantes con husillo para accionamientos precisos si, a priori, no se han puesto a prueba en test de laboratorio. La práctica ha demostrado que la precarga evita el juego no deseado. Aparte de las soluciones que ofrece nuestra gama estándar de productos, nuestros técnicos pueden aconsejarle sobre otras medidas.Eficiencia

El rendimiento se define como la relación entre la potencia saliente y la entrante de un sistema. Las tuercas de husillo drylin® se caracterizan por su baja fricción y su consiguiente alto rendimiento. Las tuercas para husillo trapezoidal de una sola entrada y funcionamiento en seco, presentan unos rendimientos de entre el 20 y el 48% más. Mientras que en las tuercas para husillos helicoidales, el rendimiento se sitúa entre el 50 y el 80% bajo las mismas condiciones. A pesar de que las tuercas para husillo drylin® se concibieron para trabajar en seco, la lubricación puede aumentar su rendimiento de forma adicional.Autobloqueo

Las tuercas para husillo de una sola entrada es autoblocante, en otras palabras, es sin retorno. El ángulo de paso de rosca y la fricción del mismo, evita que la tuerca se mueva a no ser que se aplique fuerzas de giro sobre el husillo Los sistemas con husillos trapezoidales presentan un sistema de autobloqueo residual. En cambio, los sistemas con husillo helicoidal no tienen retención.Tuercas para husillo sin backlash

El "backlash" hace referencia al juego que presenta un sistema con husillo, debido al cambio de sentido causado por la holgura axial. Las vibraciones (que a menudo conllevan un cierto nivel de ruido en husillos largos y en altas revoluciones) se reducen de manera significativa gracias a la precarga radial o axial mediante un elemento muelle.Tuercas para husillo sin backlash

Husillos con un paso de rosca para un ajuste rápido de cargas pequeñas. Los sistemas sin backlash aseguran un juego mínimo. Son idóneos para posicionamientos precisos y movimientos de avance, aplicaciones para laboratorios, imprentas u otros sectores que requieran exactitud en los movimientos. Las tuercas helicoidales sin backlash o los husillos trapezoidales están indicados para altas cargas o condiciones extremas.

Y = Desgaste [%]

 

A = POM

B = PA

C = J

D = W300

 

Figura 01: Resultado del test frente husillo acero 

Y = Desgaste [mg/km] 

 

A = J

B = W300

C = J350

D = A180

E = POM 

 

Figura 02: Test de desgaste en un husillo de acero C15 laminado [mg/km] con una carrera de 140mm, 50 N, velocidad

450RPM. 

Y =Desgaste [mg/km] 

 

A = J

B = W300

C = J350

D = A180 

 

Figura 03: Test de desgaste en un husillo de acero inoxidable laminado [mg/km] con una carrera de 140mm, 50 N, velocidad

450RPM. 

Tuercas antibacklash para husillo en una máquinade encolado (industria de la madera) Máxima precisión asegurada para

mecanismos de ajuste que no deban presentar ningún tipo de holgura. 

Ajuste de formato en la industria del papel con tuercas para husillo sin backlash. 

Montaje de los conjuntos de tuerca y husillo

Las tuercas drylin® para husillo deben protegerse frente a movimientos de torsión o axiales.Tuercas para husillo con valona

La fuerza máxima de roscado aplicable a los tornillos que fijan las tuercas con valona es de 2,5 Nm. Recomendamos asegurar los tornillos de fijación con un tercer medio (por ej. freno líquido de tornillos). En pares de apriete mayores se recomienda el uso de manguitos de introducción de presión metálicos.Montaje de las tuercas para husillo sin backlash

1. Tuerca de soporte2. Anillo regulador con muelle de torsión. 3. Disco de fricción 4. Tuerca axial

 

Enrosque el anillo regulador aprox. hasta media altura de la tuerca de soporte (1) utilizando el muelle de torsión (2) , asegure dicho muelle en el agujero.

 

Coloque el disco de fricción (3) y la tuerca axial (4) y presione contra el anillo. Asegúrese de que el anillo no rota.

 

Ahora ya puede soltar el anillo, con lo que pretensionará la tuerca en el husillo.Tuercas cilíndricas para husillo

El diámetro exterior de las tuercas cilíndricas para husillo presenta tolerancia h9, por lo que recomendamos un ajuste seguro. P.ej. Emplear el uso de chavetas. Cuando entran en juego fuerzas poco importantes, la práctica ha demostrado que las conexiones con husillo funcionan. Bajo ningún supuesto es útil encolar las tuercas de husillo para su fijación. Sin embargo, si está previsto que las tuercas se van a fijar con cola, habrán de realizar los tests correspondientes.

 

 

 

 

Enrosque el anillo regulador hasta el final de la tuerca de soporte.

 

Junte a presión la tuerca de soporte (1) con la tuerca axial (4) y pase el husillo por la tuerca. Precargue el anillo al hacerlo.

 

Elección de pernos

Aparentemente, la capacidad de uso y la marcha del sistema también dependen de los pernos como par de contramarcha. Básicamente recomendamos la relación entre tuerca y perno como sistema de un mismo proveedor. Los pernos se comprueban con anillos de calibre conforme a DIN 103. Las tuercas drylin® para husillos trapezoidales de paso corto pueden combinarse con husillos de acero, acero inoxidable o aluminio anodizado endurecido. Los husillos "partidos" (husillos de izquierdas y derechas en un solo husillo) están disponibles junto con las versiones clásicas a izquierdas o a derechas.

 

Husillos personalizados

Aproveche nuestros servicios de mecanizado, fabricamos husillos listos para instalar según sus necesidades. No dude en enviarnos su diseño, enseguida le proporcionaremos un presupuesto.Tuercas a medida

Aproveche nuestros servicios de mecanizado, fabricamos tuercas para husillos acordes a sus necesidades. No dude en enviarnos su diseño, enseguida le proporcionaremos un presupuesto.

Ejemplos de tuercas personalizadas 

 Selección del material

Las tuercas drylin® para husillo están disponibles en cuatro materiales: iglidur® JSe caracteriza por la más baja fricción con cualquier combinación de eje y una baja absorción de la humedad. iglidur® W300Ofrece una enorme fuerza estática. iglidur® A180Cumple los requisitos de la Agencia estadounidense de Alimentos y Medicamentos (FDA) por lo que es apto para el contacto con alimentos o productos farmacéuticos.  iglidur® J350Ofrece gran resistencia a temperaturas extremas. Las tuercas para husillo fabricadas con iglidur® J350 pueden someterse a temperaturas de hasta 150ºCVida útil

Las tuercas drylin®para husillo están fabricadas a partir de materiales plásticos tribológicos de alto rendimiento. Ya desde la fase de desarrollo, nuestra prioridad es optimizar las propiedades de fricción de los sistemas de husillo drylin®con el objetivo de reducir al máximo los índices de desgaste y fricción. El laboratorio igus® en Colonia lleva a cabo cientos de pruebas cada año para lograr husillos con la mayor vida útil y resistencia al desgaste. Nuestros técnicos pondrán a prueba los materiales igus para su aplicación en concreto.

Test en el laboratorio igus® para determinar la vida útil 

Material iglidur® Presión superficial

iglidur® J 4 MPa

iglidur® J 5 MPa

iglidur® J 3,5 MPa

iglidur® J 2 MPa

Tabla 01: Máxima presión soportada de forma continúa sobre la superficie del husillo.Cálculo: Tuerca de rosca trapezoidal

La capacidad de carga de las tuercas de rosca trapezoidal plásticas depende de la presión superficial, de la velocidad y de la temperatura que resulta de ambas. El comportamiento térmico está influenciado por la

frecuencia y por las propiedades térmicas del material del husillo.  Material iglidur® Rotación 

a largo plazo

iglidur® J 1,5

iglidur® J 1,0

iglidur® J 0,8

iglidur® J 1,3

Tabla 02: Velocidades de deslizamiento de los materiales iglidur® en m/s Valor máximo permitido pvLos porcentajes de la superficie de contacto que aparecen en la tabla y los valores p x v determinan la velocidad superficial y la resultante ratio de avance permitidas para cada tamaño de husillo.  Funcionamiento pv-valormáx.[MPaxm/s]

100 % 0,08

50 % 0,2

10 % 0,4

Tabla 03: Parámetros de referencia para las tuercas de plástico drylin® sin lubricación (carrera de 500mm) Un factor de corrección puede resultar necesario en carreras muy cortas o muy largas.

Fricción portante de la superficie requerida:Ae = Faxial / pperm. l [mm2]  Selección del tamaño de la rosca y determinación de la presión superficial real: p preal = F axial / A e real [MPa] pv-valor :pv = preal x v  Velocidad de deslizamiento:v = n x d1 x π/ 60.000[m/s]  Revoluciones:n = v x 1.000 x 60 / π x d1 [1/min]  Velocidad de accionamiento:s = n x P / 60.000 [m/s]  Accionamiento:Mta= Faxial x p / 2000 x π x ηMte= Faxial x p x η/ 2000 x π  Figura 05: leyenda de abreviaturas. Sistemas de husillo. Faxial Fuerza axial

Pper. Presión superficial máx perm. 5 N/mm2

preal Presión superficial realpara el tamaño seleccionado

Ae real Fricción portante de la superficie de latuerca de rosca trapezoidal seleccionada

P Paso

d1 Diámetro en los flancos

Mta Par de torsión [Nm] resultante al transformar un movimiento rotacional en uno lineal.

Mte Par de torsión [Nm] resultante al transformar un movimiento lineal en uno rotacional.

v Velocidad de deslizamiento [m/s]

s Avance [m/s]

n Revoluciones [min-1]

η Eficiencia

Y = velocidad [RPM]

X = carga [N]

Figura 06: Máxima carga dinámica para sistemas con husillo 10% ESD.

 

A = TR8x1,5 | B = TR10x2 | C = TR12x3

D = TR16x4 | E = TR18x4 | F = TR20x4

G = TR24x5 | H = TR30x6 | I = TR40x7

J = TR50x8 

Y = velocidad [RPM]

X = carga [N]

Figura 07: Máxima carga dinámica para sistemas con husillo 100% ESD

 

A = TR8x1,5 | B = TR10x2 | C = TR12x3

D = TR16x4 | E = TR18x4 | F = TR20x4

G = TR24x5 | H = TR30x6 | I = TR40x7

J = TR50x8 

Para trabajar de acuerdo a esta nueva precisión, las fresadoras ya no pueden seguir utilizando el método tradicional de transmisión (tipo tornillo - tuerca), pues tenían un juego de 0.01mm. El sistema de transmisión en el caso de una fresadora CNC es del tipo tornillo - tuerca de bolas, que tiene billas introducidas en el torinillo que disminuyen el juego hasta 0.001mm.