Sistem sekrup bola prategang menerapkan gaya tarik awal yang dihitung ke poros sekrup melalui susunan bantalan pendukungnya. Sistem non-pretensi memasang sekrup tanpa regangan aksial yang disengaja dan biasanya memungkinkan ekspansi termal ke arah ujung yang mengambang atau ditopang.
Pretensi poros dapat meningkatkan kekakuan aksial dan stabilitas dinamis pada sumbu mesin yang panjang, cepat, atau presisi, namun juga meningkatkan beban bantalan, sensitivitas pemasangan, dan persyaratan desain termal. Ini berbeda dengan preload mur bola, yang mengontrol jarak bebas antara jalur bola, mur, dan sekrup.
Apa Arti Pretensi Sekrup Bola
Dalam sumbu sekrup bola pretension, poros sekrup biasanya dibatasi oleh kelompok bantalan tetap di kedua ujungnya. Selama perakitan, satu kelompok bantalan dipindahkan atau disetel untuk meregangkan sekrup dengan jumlah yang telah dihitung sebelum operasi penguncian terakhir.
Gaya tarik yang dihasilkan tetap berada pada poros sekrup setelah pemasangan. Gaya awal ini dapat meningkatkan ketahanan sistem terhadap deformasi aksial dan membantu mempertahankan poros berputar yang lebih stabil, asalkan sekrup, bantalan, rumah dan struktur mesin dirancang untuk beban tambahan.
Sekrup bola tanpa pretensi dipasang tanpa peregangan aksial yang disengaja. Susunan umum menggunakan satu ujung tetap untuk menempatkan sekrup secara aksial dan satu ujung mengambang atau ujung yang didukung untuk menopangnya secara radial sambil memungkinkan pergerakan termal aksial.
Perbandingan Sekrup Bola Pretension dan Non-Pretension
| Perbandingan | Sekrup Bola Pretensi | Sekrup Bola Tanpa Pretensi |
|---|---|---|
| Kondisi poros awal | Poros sekrup sengaja diregangkan dengan jumlah yang telah diperhitungkan | Tidak ada regangan aksial yang disengaja yang diterapkan |
| Pengaturan dukungan yang khas | Susunan bantalan tetap–tetap | Sering diperbaiki – mengambang atau tetap – didukung |
| Kekakuan aksial | Umumnya lebih tinggi bila sistem bantalan dan rumah lengkap dirancang dengan benar | Umumnya lebih rendah tetapi cukup untuk banyak sumbu mesin konvensional |
| Perilaku termal | Ekspansi termal mengubah gaya tarik awal dan harus dihitung | Ujung mengambang memungkinkan ekspansi aksial, meskipun perpanjangan sekrup masih dapat mempengaruhi posisi |
| Stabilitas dinamis | Dapat meningkatkan stabilitas sekrup berputar panjang atau berkecepatan tinggi | Cocok untuk kecepatan sedang dan panjang sekrup konvensional |
| Beban bantalan | Bantalan penopang secara terus menerus membawa gaya pretensi awal | Tidak ada beban bantalan tambahan akibat pretensi poros yang disengaja |
| Instalasi | Membutuhkan penyelarasan yang akurat, ekstensi yang terkontrol, dan penguncian yang benar | Pemasangan lebih sederhana dengan kebebasan termal lebih besar |
| Aplikasi khas | Sumbu umpan yang panjang, cepat, dengan kekakuan tinggi atau presisi | CNC umum, peralatan otomasi dan pemosisian |
Bagaimana Pretensi Poros Mempengaruhi Kinerja Sekrup Bola
Kekakuan Aksial
Poros sekrup yang dibebani secara aksial meregang atau menekan di bawah gaya operasi. Ketegangan awal dapat membantu mengurangi efek pembebanan tekan dan meningkatkan kekakuan aksial dari sistem tetap-tetap yang dirancang dengan benar.
Kekakuan akhir tidak bergantung pada sekrup saja. Kekakuan bantalan penopang, beban awal bantalan, kekakuan rumah bantalan, dimensi ujung poros, pemasangan mur, dan struktur mesin semuanya harus dipertimbangkan.
Kecepatan dan Getaran Kritis
Sekrup bola yang berputar panjang dapat bergetar ketika kecepatannya mendekati kecepatan kritis sistem. Pengekangan ujung yang lebih kuat dan tegangan poros yang terkontrol dapat meningkatkan stabilitas dinamis, namun pretensi tidak menghilangkan setiap batas kecepatan.
Diameter akar, panjang tidak ditopang, susunan penyangga, kelurusan, kesejajaran pemasangan, kecepatan sirkulasi bola, kecepatan bantalan dan pelumasan tetap harus diperiksa sebelum memilih kecepatan pengoperasian maksimum.
Ekspansi Termal
Ketika suhu sekrup meningkat, perpanjangan termal bebasnya dapat diperkirakan selama desain awal dengan:
Dimana ΔL adalah perubahan panjang, α adalah koefisien muai panas material, L adalah panjang sekrup efektif dan ΔT adalah perubahan suhu.
Dalam susunan tetap-mengambang, sekrup dapat melebar ke arah ujung mengambang, namun ujung efektif dan posisi relatif terhadap referensi tetap masih berubah seiring dengan bertambahnya panjang sekrup.
Dalam susunan tetap-tetap pretension, pemanasan mengubah gaya tarik asli. Jika pretensi awal dan kenaikan suhu yang diharapkan telah disesuaikan dengan benar, pengaturan tersebut dapat membantu mengontrol perilaku termal sekrup. Jika perhitungan atau pemasangan salah, bantalan dan poros dapat mengalami gaya internal yang berlebihan atau tidak stabil.
Untuk perhitungan termal terperinci, lihatPerhitungan dan Kompensasi Ekspansi Termal Sekrup Bola.
Panas dan Kehidupan Pelayanan
Beban internal yang lebih tinggi tidak selalu lebih baik. Pretensi poros yang berlebihan atau beban awal bantalan dapat meningkatkan torsi kerja, gesekan bantalan, pembangkitan panas, dan pembebanan kelelahan. Desain harus hanya menggunakan gaya yang diperlukan untuk memenuhi target kekakuan, kecepatan, dan kinerja termal.
Pretensi Poros Sekrup Bukan Preload Mur Bola
Istilah ini terkadang digunakan secara bergantian dalam gambaran umum, namun mengacu pada bagian berbeda dari sistem sekrup bola.
| Pengaturan | Dimana Ini Diterapkan | Tujuan Utama |
|---|---|---|
| Pretensi poros sekrup | Sepanjang poros sekrup melalui sistem pendukung ujung | Meningkatkan kekakuan sistem dan mengontrol perilaku dinamis atau termal sekrup panjang |
| Pramuat mur bola | Antara bola dan jalur sekrup/mur | Kurangi jarak bebas aksial dan tingkatkan kekakuan mur |
| Preload bantalan pendukung | Di dalam grup bantalan kontak sudut sisi tetap | Kurangi jarak bebas bantalan dan tingkatkan kekakuan penyangga |
Mesin dapat menggunakan mur bola yang sudah dimuat sebelumnya tanpa menerapkan pretensi poros. Hal ini juga dapat menggunakan poros sekrup yang diberi pretension namun masih memerlukan preload mur bola dan preload bantalan penopang untuk ditentukan secara terpisah.
Kapan Menggunakan Sekrup Bola Pretensi atau Non-Pretensi
Pertimbangkan Sistem Pretensi Ketika:
- Sekrupnya relatif panjang dan berputar dengan kecepatan tinggi.
- Kekakuan aksial yang tinggi penting untuk proses mesin.
- Sumbu sensitif terhadap getaran atau ketidakstabilan dinamis.
- Suhu sekrup yang diharapkan dan perpanjangan termal dapat dihitung.
- Alat berat ini telah menyelaraskan rumah bantalan tetap secara akurat di kedua ujungnya.
- Bantalan pendukung dapat memikul beban awal dan beban operasi yang dihitung.
- Pemasangan dan pemeliharaan dapat mengikuti prosedur pretensi yang terkontrol.
Pertimbangkan Sistem Tanpa Pretensi Ketika:
- Panjang sekrup dan kecepatan pengoperasian sedang.
- Susunan tetap-mengambang memberikan kekakuan yang cukup.
- Instalasi sederhana dan kebebasan termal adalah prioritas.
- Permohonan ini tidak membenarkan persyaratan bantalan dan housing tambahan.
- Kesalahan termal dapat diterima atau ditangani melalui kompensasi atau umpan balik eksternal.
- Peralatannya menggunakan pengaturan pendukung standar BK/BF, FK/FF atau EK/EF.
Sebelum memilih salah satu sistem, sediakan diameter sekrup, timah, panjang total dan panjang tidak didukung, kecepatan rotasi, beban aksial, orientasi pemasangan, persyaratan akurasi, perubahan suhu yang diharapkan, dan usulan pengaturan bantalan.
Untuk perbandingan metode dukungan tetap-tetap, tetap-mengambang, dan tetap-bebas, lihatPengaturan Bantalan Penopang Sekrup Bola.
Persediaan DLY digulung dan digilingsekrup boladengan pemesinan ujung poros dan opsi unit pendukung yang cocok. Kirimkan model sekrup, panjang, kecepatan, beban, persyaratan akurasi, suhu pengoperasian, dan gambar pemasangan untuk konfirmasi.
E-mail: ekspor@dlybearing.com
