Kuularuuvi voi näyttää mutterilla varustetulta ruuvin akselilta, mutta sen suorituskyky riippuu paljon vaativammasta valmistusprosessista. Lyijyn tarkkuus, ratageometria, pinnan kovuus, esijännitys ja pallon kierto on kaikki säädettävä, ennen kuin kokoonpano voi muuttaa pyörivän liikkeen vakaaksi lineaariseksi liikkeeksi.
Thepalloruuvin valmistusprosessiei ole sama kaikille tuotteille. Rullattu kuularuuvi muodostaa akselin juoksuradan plastisen muodonmuutoksen avulla, kun taas hiottu kuularuuvi muodostaa lopullisen kiertoradansa tarkkuushionnan avulla. Myös mutteri, palautusjärjestelmä, kuulat ja akselinpäät vaativat erillisen koneistuksen ja tarkastuksen.
Tässä artikkelissa seurataan tärkeimpiä tuotantovaiheita-piirustuksen tarkastelusta ja materiaalin valmistelusta kokoonpanoon ja lopulliseen testaukseen-ja selitetään, kuinka kukin vaihe vaikuttaa valmiiseenpalloruuvi.
| Tuotantovaihe | Päätoiminto | Mitä pitää hallita |
|---|---|---|
| 1. Eritelmien tarkistus | Vahvista mitat ja suorituskykyvaatimukset | Halkaisija, lyijy, pituus, tarkkuus, kuorma, esijännitys ja päätytyöstö |
| 2. Materiaalin valmistelu | Leikkaa ja valmistele akseli- ja mutteriaihiot | Materiaalilaatu, suoruus, viat ja koneistusvarat |
| 3. Kilparadan muodostus | Rullaa tai hio akselin rata; koneistaa mutterirata | Lyijy, uraprofiili, jakohalkaisija ja pinnan kunto |
| 4. Lämpökäsittely | Koveta vierivät{0}}kosketuspinnat | Pinnan kovuus, tehokas kotelon syvyys ja vääristymä |
| 5. Viimeistele koneistus | Viimeistele radat, päiväkirjat, olkapäät ja langat | Runout, samankeskisyys, pinnan viimeistely ja asennusmitat |
| 6. Kokoonpano | Asenna pallot, palautusosat, tiivisteet ja voiteluaineet | Pallonkierto, esijännitys, aksiaalinen välys ja sujuva liike |
| 7. Tarkastus | Mittaa mitat ja toiminnallinen suorituskyky | Ajotarkkuus, vääntömomentti, välys, melu ja jäljitettävyys |
1. Teknisten tietojen tarkistus
Valmistus alkaa ennen kuin metallia leikataan. Vaadittu ruuvin akselin halkaisija, nimellinen johdin, kierrepituus, kokonaispituus, mutterikokoonpano, asennusliitäntä ja akselin{1}}pään geometria on ensin määriteltävä.
Suorituskykyvaatimukset ovat yhtä tärkeitä. Valmistajan on tiedettävä vaadittu paikoitustarkkuus, aksiaalikuorma, nopeus, käyttöikä, jäykkyys ja sallittu aksiaalivälys. Nämä olosuhteet vaikuttavat tuotantoreittiin, tarkkuusluokkaan, pallon kokoon, kuormitettujen piirien lukumäärään ja esijännitysmenetelmään.
Myös lopputyöstö tulee vahvistaa tässä vaiheessa. Laakeritappien, olkapäiden, kiinnityskierteiden, kiilaurien ja kytkinpesän on vastattava valittuja tukiyksiköitä ja moottorin liitäntää. Tarkasti valmistettu rata ei voi kompensoida väärin määritettyjä kiinnityspäitä.
2. Raaka-aineen valmistelu
Ruuvin akseli ja mutteri valmistetaan erillisiksi aihioiksi, koska ne suorittavat erilaisia toimintoja ja voivat vaatia erilaisia materiaaleja tai lämpökäsittelyä-. DLY:ssä S55C:tä käytetään yleisesti kuularuuviakseleissa, kun taas 20CrMo:ta käytetään muttereissa. Varsinainen materiaali tulee silti valita tuotesuunnittelun ja käyttövaatimusten mukaan.
Saapuvan materiaalin laatu, mitat, pintavirheet ja perussuoruus tarkistetaan. Sen jälkeen tangot ja takeet leikataan niin, että sorvausta, lämpökäsittelyn muodonmuutoksia ja lopullista viimeistelyä varten on riittävästi varaa.
Esisorvaus muodostaa referenssipinnat ja poistaa ylimääräisen materiaalin. Materiaalin kunnosta ja tuotantoreitistä riippuen jännitys-poistokäsittelyä voidaan käyttää vähentämään jäännösjännitystä ennen korkean -tarkkuuden koneistusta. Tämä auttaa rajoittamaan vääristymiä myöhemmissä toimissa.
3. Ruuviakselin kilparadan muodostus
Ruuvin akselin kierteinen ura muodostaa pallon kulkuradan toisen puolen. Sen lyijy, profiili, jakohalkaisija ja konsistenssi vaikuttavat suoraan kulkutarkkuuteen, kuorman jakautumiseen ja vääntömomenttiin. Kaksi yleistä valmistusreittiä ovat valssaus ja hionta.
Valssattujen palloruuvien tuotanto
Kierteiden valssauksessa karkaistut meistit painavat akseliaihiota vasten ja siirtävät materiaalia plastisesti kierteisen uran muodostamiseksi. Materiaalia siirretään mieluummin kuin poistetaan. Tämä menetelmä tarjoaa korkean tuotantotehokkuuden ja sitä käytetään laajalti tavallisissa teollisuusruuveissa.
Valssausparametreja, kuten muotin asentoa, painetta, syöttöä ja aihion halkaisijaa, on säädettävä vaaditun uraprofiilin ja johdon ylläpitämiseksi. Tämän jälkeen akselille voidaan tehdä lämpökäsittely, oikaisu ja pintakäsittely määritellyn tuotantosuunnitelman mukaisesti.
DLY toimittaa yleensä kylmävalssattuja C7-kuularuuveja yleisiin CNC-laitteisiin, automaatiojärjestelmiin, pakkauskoneisiin ja muihin sovelluksiin, joissa luotettava paikannus ja taloudellinen tuotanto ovat tärkeitä.
Maapallon ruuvin tuotanto
Maadoitettua palloruuvia varten akseli ensin karkea-koneistetaan ja lämpökäsitellään-. Karkaistu rata viimeistellään sitten tarkkuuskierre-hiomakoneella. Hionta poistaa kontrolloidun määrän materiaalia lopullisen urageometrian ja lyijyn tarkkuuden määrittämiseksi.
Lämpötilan säätö on erityisen tärkeää tarkkuushionnan aikana. Kosketusvyöhykkeellä syntyvä lämpö voi vaikuttaa mittoihin, kun taas ympäristön lämpötilan muutokset voivat vaikuttaa pitkän{1}}akselin mittaukseen. Hiomalaikan kuntoa, koneen suuntausta ja mittauspalautetta on siksi hallittava koko prosessin ajan.
DLY-maapalloruuvit voidaan valmistaa C5-tarkkuudella laitteille, jotka vaativat tiukempaa paikannusohjausta. Vaadittu tarkkuus tulee määrittää koneen todellisten kulku- ja paikannustarpeiden perusteella eikä pelkästään valmistusmenetelmän perusteella.
| Tuote | Rullattu ruuviakseli | Maadoitettu ruuviakseli |
|---|---|---|
| Kilparadan muodostuminen | Muovinen muodonmuutos valssausmuotilla | Materiaalin poisto tarkkuushiomalla |
| Tyypillinen prosessiasento | Ura muodostetaan yleensä ennen lopullista kovettumista ja viimeistelyä | Viimeinen ura hiotaan kovettumisen jälkeen |
| Tuotantoominaisuus | Tehokas tavalliseen{0}}volyymituotantoon | Lisää työstö- ja mittausaikaa |
| DLY yhteinen tarkkuus | C7 | C5 |
Tarkka järjestys voi vaihdella materiaalin, karkaisutavan, ruuvin mittojen ja valmistajan prosessisuunnittelun mukaan. "Valssattu" ja "hiottu" kuvaavat kuinka ruuvirata valmistetaan; ne eivät sinänsä määrittele valmiin kokoonpanon kaikkia ominaisuuksia.
4. Pallomutterin valmistus
Kuulamutteri ei ole vain kierreholkki. Se sisältää sisäisen kierteisen radan ja palautusjärjestelmän, joka ohjaa jokaisen pallon yhden kuormitetun piirin päästä takaisin alkupisteeseensä.
Mutterin tuotanto sisältää yleensä aihioiden valmistelun, sorvauksen, asennus- ja voiteluominaisuuksien porauksen, sisäisen kulkuradan koneistuksen, paluupolkutyöstön, lämpökäsittelyn ja viimeistelyn. Laipan mittoja ja asennusreikien asentoja- on valvottava, koska ne määräävät, kuinka mutteri sijaitsee koneen pöydässä tai mutterin kotelossa.
Sisäinen paluu-, pää{0}}korkkipalautus ja ulkoinen paluu-putket vaativat erilaisia työstö- ja kokoonpanotoimintoja. Suunnittelusta riippumatta kuormitetun juoksuradan ja paluutien välisen siirtymän on mahdollistettava pallojen kierto ilman iskuja, jumiutumista tai epänormaalia ääntä.
5. Lämpökäsittely ja suoristus
Ruuvit ja mutterit kantavat toistuvasti keskittyneitä kontaktikuormia. Siksi niiden työpinnat vaativat riittävän kovuuden ja karkaisun syvyyden kestämään kulumista ja kosketusväsymistä, kun taas komponenttiytimen tulee säilyttää sopiva sitkeys.
Lämpö-käsittelylämpötilaa, lämmityssyvyyttä, jäähdytysolosuhteita ja karkaisua on säädettävä materiaalin ja suunnittelun mukaan. Tarkastukseen voi sisältyä pinnan-kovuuden mittaus, kovetetun-kerroksen varmistus ja prosessinäytteiden metallografinen tutkimus.
Lämmitys ja jäähdytys voivat aiheuttaa pitkän ruuvin akselin taipumisen. Suoruus tarkistetaan lämpökäsittelyn jälkeen ja tarvittaessa tehdään kontrolloitua oikaisua. Liiallinen korjaus voi aiheuttaa uutta jäännösjännitystä, joten oikaisu on suoritettava yhdessä toistuvien juoksumittausten kanssa.
6. Kilparata ja akseli-lopun viimeistely
Kovettumisen jälkeen rata- ja referenssipinnat saavat valitun tuotantoreitin edellyttämät viimeistelytoimenpiteet. Maaruuveille tehdään tarkkuuskierrehionta, kun taas valssatut ruuvit voidaan suorittaa oikaisu-, kiillotus- tai muita viimeistelytoimenpiteitä muuttamatta valssattua uraa maauraksi.
Akselien päät on koneistettu kiinteille ja tuetuille laakereille, lukkomuttereille ja moottorin kytkimille. Tärkeitä ominaisuuksia ovat laakerin-istuimen halkaisija, olkapään sijainti, kierteiden mitat, pinnan viimeistely ja samankeskisyys ruuvin kulkuradan kanssa.
Huono tapin samankeskisyys voi aiheuttaa tärinää ja syklistä kuormitusta, vaikka itse rata olisi tarkka. Päätytyöstö on siksi tarkastettava osana toimivaa kuularuuvikokoonpanoa, eikä sitä pidä käsitellä riippumattomana toissijaisena toimenpiteenä.
7. Pallon valinta ja kokoaminen
Ennen asennusta ruuvin akseli, mutteri, kuulat ja paluukomponentit puhdistetaan hankaavien hiukkasten, lastujen ja käsittelyjäämien poistamiseksi. Tässä vaiheessa esiintyvä saastuminen voi vahingoittaa valmiita kulkureittejä ensimmäisten käyttöjaksojen aikana.
Tarkkuuspallot valitaan halkaisijaluokan mukaan ja sovitetaan mitatun radan olosuhteisiin. Ne ladataan mutteripiireihin, minkä jälkeen palautuskomponentit, tiivisteet tai pyyhkimet asennetaan. Sitten mutteri siirretään ruuvin akselille asennusholkilla tai muulla ohjatulla menetelmällä pallojen karkaamisen estämiseksi.
Voiteluainetta levitetään määritetty määrä ja mutteria siirretään käyttömatkansa läpi. Tämä varmistaa, että pallot kulkevat sujuvasti sekä kuormitettujen urien että paluutien läpi.
8. Esijännitys ja aksiaalinen välys
Pallon koko ja kulkuradan yhteensopivuus määräävät alkuperäisen aksiaalisen välyksen tai esijännityksen. Mutterin rakenteesta riippuen esijännitys voidaan toteuttaa ylisuurilla palloilla, offset--välirakenteella, välikappaleilla tai kaksoismutterilla.
Esijännitys poistaa tai vähentää aksiaalista välystä ja lisää jäykkyyttä, mutta enemmän ei ole automaattisesti parempi. Liiallinen esijännitys lisää kitkamomenttia, lämmöntuotantoa ja sisäistä kosketusjännitystä. Riittämätön esijännitys voi aiheuttaa liikkeen menetyksen peruutuskuormituksen aikana.
Oikean tavoitteen tulee siksi perustua sijoittelukäyttäytymiseen, jäykkyyteen, nopeuteen, lämpötilaan ja odotettuun käyttöikään. Koottu mutteri tarkistetaan sekä aksiaalisen liikkeen että vääntömomentin johdonmukaisuuden suhteen sen sijaan, että sitä arvioitaisiin vain sen perusteella, kuinka tiukasti se sopii akseliin.
9. Lopputarkastus
Lopputarkastus yhdistää valmistusprosessin todelliseen kuularuuvin suorituskykyyn. Tarkastussuunnitelma riippuu tarkkuusasteesta, mitoista, mutterin tyypistä ja asiakkaan vaatimuksista.
| Tarkastuskohde | Tarkoitus | Mahdollinen ongelma havaittu |
|---|---|---|
| Lyijy- ja matkamittaus | Tarkista akselin pyörimisen aiheuttama lineaarinen liike | Kumulatiivinen liidivirhe tai paikallinen matkavaihtelu |
| Aksiaalinen välys | Vahvista välyksen tai esijännityksen tila | Virheellinen pallonsovitus tai esijännityksen säätö |
| Dynaaminen vääntömomentti | Arvioi vastus työiskun avulla | Paikalliset tiukat kohdat, paluu{0}}häiriö tai kontaminaatio |
| Akselin juoksu | Tarkista suoruus ja viite{0}}pinnan kohdistus | Lämpökäsittelyn-vääristymä tai epätarkka päätytyöstö |
| Kovuus ja karkaistu syvyys | Tarkista ajoradan lämpökäsittely | Riittämätön kovettuminen tai epäjohdonmukainen käsittely |
| Melun ja kierron tarkistus | Vahvista vakaa pallon palautus | Palauta{0}}osien viat, roskat tai vaurioituneet pallot |
ISO 3408 tarjoaa kansainvälisesti tunnustetun terminologian ja hyväksyntäkonseptit kuularuuveille. Sovellettavat tarkastuskohteet ja toleranssit tulee ilmoittaa selkeästi piirustuksessa, osto-eritelmässä tai tarkastussopimuksessa sen sijaan, että ne olisivat oletettuja yleisestä tuotekuvauksesta.
10. Puhdistus, säilytys ja jäljitettävyys
Valmiin kuularuuvin on pysyttävä puhtaana tarkastuksen jälkeen. Paljaat pinnat on suojattu korroosiolta, ja kokoonpano on pakattu estämään iskuja, likaantumista ja taipumista kuljetuksen aikana. Pitkät akselit vaativat sopivan tuen pakkauksen sisällä.
Tuotteen tunnisteen tulee yhdistää kokoonpano sen materiaaliin,{0}}lämpökäsittelyyn, käsittelyyn ja tarkastustietoihin. Tämä jäljitettävyys on tärkeää vahvistettaessa mukautettua määritystä tai tutkittaessa suorituskykyongelmaa asennuksen jälkeen.
Kuinka valmistus vaikuttaa suorituskykyyn
Mikään yksittäinen toimenpide ei määritä kuularuuvin laatua. Lopullinen suorituskyky saadaan ratatarkkuuden, pinnan eheyden, karkaistun syvyyden, akselin suoruuden, mutterin geometrian, pallon sovituksen, kiertorakenteen ja kokoonpanon puhtauden vuorovaikutuksesta.
- Paikannustarkkuusriippuu pääasiassa johdon ohjauksesta ja mittauksesta tehollisen matkan aikana.
- Jäykkyys ja vastaiskuniihin vaikuttavat kilparadan geometria, pallon valinta ja esijännitys.
- Tasaista juoksuavaatii yhtenäisiä uria, tarkkaa pallonkiertoa ja puhdasta kokoonpanoa.
- Käyttöikäriippuu materiaalin laadusta, lämpökäsittelystä, kuorman jakautumisesta, voitelusta ja käyttöolosuhteista.
- Nopea{0}}vakaussiihen vaikuttavat akselin suoruus, asennus-päiväkirjan tarkkuus, tasapaino ja palautus-järjestelmän suunnittelu.
Johtopäätös
Täydellinen kuularuuvin tuotantoprosessi sisältää spesifikaatioiden tarkastelun, materiaalin valmistelun, kulkuradan muodostuksen, lämpökäsittelyn, tarkkuusviimeistelyn, mutterin valmistuksen, kuulan kuormituksen, esijännityksen säädön ja lopputarkastuksen. Rullatut ja hiotut kuularuuvit kulkevat eri tuotantoreittejä{1}}, mutta molemmat edellyttävät akselin, mutterin, pallojen ja palautusjärjestelmän koordinoitua ohjausta.
Tilattaessa vakio- taimukautettu palloruuvi, selkeästi määritellyt tarkkuus-, kuormitus-, nopeus-, esikuormitus- ja loppu{0}}työstövaatimukset antavat valmistajalle mahdollisuuden valita sopiva ja todennettavissa oleva tuotantoreitti.
FAQ
Kuinka kuularuuvikierteet valmistetaan?Ruuviakselin kiertorata valmistetaan yleensä kierrevalssauksella tai tarkkuushiomalla. Valssaus muodostaa uran plastisen muodonmuutoksen kautta, kun taas hionta poistaa materiaalia karkaistusta akselista lopullisen urageometrian muodostamiseksi.
Ei. Tarkkuushiotut kuularuuvit saavat lopullisen kierteen hiontaan kovettumisen jälkeen. Rullattu kuularuuvi säilyttää rullauksen muodostaman kiertoradan ja sitä voidaan myöhemmin käsitellä lämpökäsittelyssä, oikaisussa ja pintakäsittelyssä ilman, että siitä tulee maapalloruuvi.
Lämpökäsittely antaa vieriville{0}}kosketuspinnoille tarvittavan kovuuden ja karkaistun syvyyden kulumisen ja kosketusväsymisen kestämiseksi. Valitun prosessin tulee myös hallita vääristymiä ja säilyttää riittävä ytimen sitkeys.
Esikuormitus voidaan tuottaa valitun pallon halkaisijan, offset{0}}välimutterin, välikappaleiden tai kaksois-mutterin avulla. Menetelmä riippuu mutterin rakenteesta ja vaaditusta jäykkyydestä, vääntömomentista ja aksiaalisista välysominaisuuksista.
Tärkeitä tietoja ovat akselin halkaisija, lyijy, kokonais- ja kierrepituudet, tarkkuusluokka, mutterin tyyppi, esijännitys- tai aksiaali{0}}välysvaatimukset, loppu{1}}koneistuspiirustus, kuormitus, nopeus ja käyttöympäristö.
Viitteet
- ISO 3408, palloruuvit-terminologia, hyväksymisehdot ja niihin liittyvät tekniset tiedot.
- Yleiset tekniset periaatteet valssattujen ja hiottujen kuularuuvien valmistukseen, lämpökäsittelyyn, kokoonpanoon ja tarkastukseen.
Palloruuvin erittelyn tuki
Apua C7-rullattujen kuularuuvejen, C5-maapalloruuvien, esijännityksen tai mukautetun akselin{2}}päätytyöstön kanssa,ota yhteyttä DLY:henkloexport@dlybearing.com .
