¿Cuál es el componente clave indispensable en el mundo de la transmisión?

En el mundo de la transmisión, la báscula de bolas es el componente mecánico clave indispensable. Es el elemento de transmisión más comúnmente utilizado en maquinaria herramienta y maquinaria de precisión, y su función principal es convertir el movimiento de rotación en movimiento lineal. Debido a su bajo coeficiente de fricción, las básculas de bolas se utilizan ampliamente en diversos equipos industriales e instrumentos de precisión.

La bola roscada está compuesta por una rosca, una tuercita, bolas de acero, una hoja de pre-carga, un inversor y un dispositivo antipolvo. Su función es convertir el movimiento rotativo en movimiento lineal, es decir, cambiar el cojinete de deslizamiento a acción de rodadura.
En 1898, se hizo el primer intento de añadir bolas de acero entre la tuercita y la rosca, transformando el contacto deslizante del tornillo tradicional en contacto de rodadura; reemplazando el rozamiento deslizante con el de rodadura, convirtiendo el movimiento rotativo de las bolas de acero en la tuercita en movimiento lineal, y convirtiendo el par en fuerza axial repetitiva, para mejorar el mal posicionamiento y la facilidad de daño de los tornillos tradicionales.

La bola roscada fue inventada por Rudolph G. Boehm de Texas y se le otorgó una patente estadounidense en 1929.

Cuando la rosca de bolas se utiliza como cuerpo activo, la tuercza se convertirá en movimiento lineal de acuerdo con el avance de la especificación correspondiente con el ángulo de rotación del husillo. La pieza de trabajo pasiva puede conectarse con la tuerca a través del soporte de la tuerca, lo que permite realizar el movimiento lineal correspondiente.

La unidad de rosca de bolas es metálica, normalmente hecha de acero, y consta de una tuerca con roscas internas y un husillo. La ranura espiral de la tuerca coincide con la ranura espiral del husillo.

Dentro de las ranuras, contenidas dentro de la tuerca, hay muchas pequeñas bolas de acero cromado. Cuando las bolas circulan dentro de la tuerca, proporcionan un movimiento suave bajo el husillo. La placa desviadora o sistema de retorno sostiene las bolas y las hace circular a través de la tuerca.

Cuando se utilizan con un motor, los husillos de bolas tienen una eficiencia de hasta el 90%. Son bastante precisos, con una precisión de unas pocas milésimas de pulgada por pie. Muchas industrias utilizan husillos de bolas para un control preciso, incluidas las industrias aeroespacial, informática, electrónica, automotriz y médica.

Los husillos de bolas también se utilizan con frecuencia en procesos de fabricación y son comunes en robots, líneas de ensamblaje automatizadas, equipos de manejo de materiales, transportadores, herramientas de máquina, controles de cable y equipos de ensamblaje preciso.

La unidad del husillo de bolas está compuesta por un husillo y una tuercza, cada uno con surcos espirales coincidentes. Las bolas rodan entre estos surcos y proporcionan el único contacto entre la tuercza y el husillo.

Cuando la tuerca o el tornillo gira, las bolas son desviadas por el desviador hacia el sistema de retorno de bolas de la tuerca, y pasan a través del sistema de retorno en una trayectoria continua hasta el extremo opuesto de la tuerca de bolas. Luego, las bolas salen del sistema de retorno hacia las carreras de hilos del tornillo de bolas y la tuerca para recircular en un bucle cerrado.

La tuerca de bolas determina la carga y la vida útil de la unidad del tornillo de bolas. La relación entre el número de hilos en el bucle de la tuerca de bolas y el número de hilos en el tornillo de bolas determina en qué medida la tuerca de bolas alcanzará el fallo por fatiga (desgaste) más rápidamente que el tornillo de bolas.

La tuerca de bolas contiene dos tipos de métodos de retorno de bolas: tipo circulación externa y tipo circulación interna.

Tipo circulación externa: Las bolas regresan al extremo opuesto del bucle a través de la tubería de retorno, y la tubería de retorno de las bolas sobresale por encima del diámetro exterior de la tuerca de bolas.

Tipo de circulación interna: Las bolas regresan a través o a lo largo de la pared de la tuercas, por debajo del diámetro exterior de la tuerca de bolas.

El tipo de circulación interna tiene un circuito rotativo (como se muestra en la figura anterior). Las bolas son forzadas a subir sobre la parte superior del husillo a través del sistema de retorno. Esto se llama sistema de retorno interno de tipo desviador cruzado. En una tuerca de bolas de tipo desviador cruzado, la bola solo hace girar el eje una vuelta, y la trayectoria de retorno está cerrada por el desviador de bolas (B) en la tuerca (C), permitiendo que las bolas crucen entre surcos adyacentes en los puntos (A) y (D).

Cuando un husillo de bolas largo gira a alta velocidad, comenzará a vibrar una vez que la relación de esbeltez alcance la frecuencia armónica natural de las dimensiones del eje. Esto se llama velocidad crítica y puede ser muy perjudicial para la vida útil del husillo de bolas. (La velocidad operativa segura no debe exceder el 80% de la velocidad crítica del husillo.)

Algunas aplicaciones requieren longitudes de eje más largas y velocidades altas, y estos son todos lugares donde se requiere la carcasa de nut de bolas en rotación.