Qual é o componente-chave indispensável no mundo da transmissão?

No mundo da transmissão, a rosca de bola é o componente mecânico indispensável. É o elemento de transmissão mais comumente usado em máquinas-ferramenta e maquinário de precisão, e sua função principal é converter movimento rotacional em movimento linear. Devido ao seu baixo atrito, as roscas de bola são amplamente utilizadas em diversos equipamentos industriais e instrumentos de precisão.

A rosca de bola é composta por um eixo, uma nut, bolas de aço, uma folha de pré-carga, um inversor e um dispositivo antipoeira. Sua função é converter movimento rotacional em movimento linear, ou seja, mudar o rolamento de ação deslizante para ação de rolagem.
Em 1898, as pessoas fizeram a primeira tentativa de adicionar bolas de aço entre a porca e o parafuso, transformando o contato deslizante do parafuso tradicional em contato de rolagem; substituindo o atrito deslizante pelo de rolagem, convertendo o movimento rotativo das bolas de aço na porca em movimento linear e convertendo torque em força axial repetida, a fim de melhorar o posicionamento ruim e a facil danificação dos parafusos tradicionais.

O parafuso de bola foi inventado por Rudolph G. Boehm do Texas e recebeu uma patente nos EUA em 1929.

Quando a rosca de rolos é usada como corpo ativo, a porca se converterá em movimento linear de acordo com o passo da especificação correspondente com o ângulo de rotação do eixo de parafuso. A peça de trabalho passiva pode ser conectada à porca através do suporte da porca, realizando assim o movimento linear correspondente.

A montagem da rosca de rolos é metálica, geralmente feita de aço, e consiste em uma porca com filete interno e um parafuso. O sulco espiral da porca corresponde ao sulco espiral do parafuso.

Dentro dos sulcos, contidos na porca, há muitas pequenas bolas feitas de aço cromo. Quando as bolas circulam dentro da porca, as bolas proporcionam movimento suave sob o parafuso. A placa desviadora ou sistema de retorno segura as bolas e as faz circular pela porca.

Quando usado com um motor, os rolos de bola podem ser até 90% eficientes. Eles são bastante precisos, com uma precisão de algumas milésimas de polegada por pé. Muitas indústrias utilizam rolos de bola para controle preciso, incluindo as indústrias aeroespacial, de computadores, eletrônica, automotiva e médica.

Os rolos de bola também são frequentemente usados em processos de fabricação e são comuns em robôs, linhas de montagem automatizadas, equipamentos de manuseio de materiais, esteiras, ferramentas de máquina, controles de fio e equipamentos de montagem precisa.

A montagem do rolo de bola é composta por um rolo e uma porca, cada um com trilhos espirais correspondentes. As bolas rolam entre esses trilhos e fornecem o único contato entre a porca e o rolo.

Quando a parafuso ou porca gira, as bolas são desviadas pelo defletor para o sistema de retorno de bolas da porca, e elas passam pelo sistema de retorno em um caminho contínuo até a extremidade oposta da porca de bolas. Em seguida, as bolas saem do sistema de retorno para as corridas de rosca do parafuso de bolas e da porca, recirculando em um loop fechado.

A porca de bolas determina a carga e a vida útil da montagem do parafuso de bolas. A razão entre o número de filetes no laço da porca de bolas e o número de filetes no parafuso de bolas determina o grau em que a porca de bolas atingirá a falha por fadiga (desgaste) mais rapidamente do que o parafuso de bolas.

A porca de bolas contém dois tipos de métodos de retorno de bolas: tipo de circulação externa e tipo de circulação interna.

Tipo de circulação externa: As bolas retornam para a extremidade oposta do laço através do tubo de retorno, e o tubo de retorno das bolas se projeta acima do diâmetro externo da porca de bolas.

Tipo de circulação interna: As bolas retornam através ou ao longo da parede da porca, abaixo do diâmetro externo da porca de bola.

O tipo de circulação interna possui um circuito rotativo (como mostrado na figura acima). As bolas são forçadas a subir sobre o topo do fio da rosca no parafuso através do sistema de retorno. Isso é chamado de sistema de retorno interno do tipo cruzador. Em uma bucha de bolas do tipo cruzador, a bola faz com que o eixo gire apenas uma volta, e o caminho de retorno é fechado pelo desviador de bolas (B) na bucha (C), permitindo que as bolas cruzem entre os sulcos adjacentes nos pontos (A) e (D).

Quando um parafuso de rolos longo gira a alta velocidade, ele começará a vibrar assim que a razão de esbeltez atingir a frequência harmônica natural das dimensões do eixo. Isso é chamado de velocidade crítica e pode ser muito prejudicial à vida útil do parafuso de bolas. (A velocidade operacional segura não deve exceder 80% da velocidade crítica do parafuso.)

Alguns aplicativos exigem comprimentos de eixo mais longos e altas velocidades, e esses são todos os lugares onde é necessário o conjunto de bucha de bolas rotativa.