Quali sono i materiali comunemente utilizzati per gli alloggiamenti dei cuscinetti radenti? Come scegliere tra diversi materiali?

Il design di precompressione delle viti a ricircolo di sfere è il metodo principale per migliorarne la rigidità, eliminare il gioco assiale e migliorare la capacità di risposta dinamica. Il metodo e la selezione della precompressione devono essere determinati in modo esaustivo in base alla precisione, al carico e alla velocità dello scenario applicativo.

Posizionamento Precarico (precarico fisso)
Principio: regolando la posizione assiale della chiocciola o dell'asta della vite, la superficie di contatto tra la sfera e la pista subirà una iniziale deformazione elastica, formando un precarico fisso.
Caratteristiche:
Il precarico è costante, non influenzato dalle variazioni di carico e rigido.
Adatto per velocità da basse a medie e alta precisione (come gli assi di avanzamento delle macchine CNC).
È necessario un controllo preciso della quantità di precarico. Un precarico eccessivo può comportare un aumento dell'attrito e una durata di vita più breve.
Pressurizzazione costante (Precarico Molla)
Come funziona: Installa molle (come molle a disco o molle ondulate) all'interno o all'esterno del dado per fornire un precarico dinamico attraverso la forza della molla.
Caratteristiche:
La forza di pre-tensione si regola automaticamente in base al carico ed è adatta per condizioni di carico variabile e ad alta velocità (come i giunti dei robot).
La struttura complessa richiede un'ispezione regolare della fatica della molla.
Le prestazioni della molla influiscono direttamente sulla stabilità della forza di pretensionamento, quindi è necessario scegliere il materiale della molla con elevata precisione.
Precarico doppio dado
Come funziona: La pressione viene applicata sia alla sfera che alla pista attraverso lo spostamento assiale relativo di due dadi (es. regolazione della guarnizione, bloccaggio della filettatura).
Caratteristiche:
La forza di pretensionamento è uniforme e adatta a carichi pesanti e requisiti di elevata rigidità (ad es. meccanismo di chiusura dello stampo delle macchine per lo stampaggio a iniezione).
È necessaria una lavorazione ad alta precisione per garantire la coassialità dei due dadi, altrimenti potrebbero verificarsi vibrazioni.
È suddiviso in strutture "back-to-back" (con carichi assiali bidirezionali) e "faccia a faccia" (con carico unidirezionale).
Precarico differenziale
Principio: utilizzando una sezione trasversale diversa della chiocciola o della vite, la pretensione viene generata dalla differenza di velocità.
Caratteristiche:
Non è richiesta alcuna struttura meccanica aggiuntiva ed è adatto per la progettazione di miniaturizzazione (ad esempio, apparecchiature ottiche di precisione).
La precisione del passo influisce direttamente sulla dimensione del precarico e richiede una lavorazione ad alta-precisione.
L'ambito di applicazione è ristretto, utilizzato principalmente per esigenze di personalizzazione speciali.

Caratteristiche del carico
Carico costante: prestampa con preposizione o prestampa a doppio dado in quanto forniscono un'elevata stabilità di prestampa.
Carico variabile/carico d'urto: la pressurizzazione costante è migliore perché ammortizza le fluttuazioni del carico delle molle.
Soluzione pesante: la pressurizzazione a doppio dado disperde la pressione per evitare il sovraccarico in un singolo punto.
Velocità operativa
Bassa velocità (<1m/s): Positioning preloading meets requirements and costs less.
Alta velocità (maggiore o uguale a 1 m/s): la prepressione costante o differenziale riduce la perdita di prepressione e la generazione di calore.
Hypervelocity (>5 m/s): è necessaria una combinazione di cuscinetti d'aria o tecnologia di levitazione magnetica e un metodo di precarico appositamente progettato.
Requisiti di precisione
Precisione al micron (ad es. apparecchiature per semiconduttori): è necessaria la prestampa di posizionamento o la prestampa a doppio dado e la quantità di precarico deve essere precisa a 0,1 micron.
Precisione inferiore al-micron (come gli strumenti ottici): è necessaria una prestampa a pressione costante + compensazione della temperatura per evitare che la deformazione termica influenzi la stabilità della prestampa.
Adattabilità ambientale
Ambiente corrosivo/ad alta temperatura: è preferibile la pressurizzazione a doppia chiocciola (struttura di tenuta) per evitare guasti alla molla.
Scenari di camere bianche: il posizionamento del precarico o del precarico differenziale può ridurre l'inquinamento da evaporazione dell'olio lubrificante.
Ambiente sottovuoto: per evitare l'emissione di gas nei materiali delle molle, è necessaria una progettazione airless (come il posizionamento della prepressione).
Vita e manutenzione
Requisiti di durata: prestampa di posizionamento o prestampa a doppio dado, struttura semplice, basso tasso di guasto.
Requisiti di riparazione: la prestampa a pressione fissa può essere riparata rapidamente sostituendo le molle, adatte per la manutenzione in loco.