A golyósorsós hajtásrendszerek áttekintése III. – Hűtés, anyagok, egyéb hajtáselemek

Előző cikksorozatomban a vezetékezési rendszerek kerültek tárgyalásra, mint a mozgó és álló szerkezeti egységek mozgását megvezető rendszereket. De hogyan szerzik a mozgási energiát ezek a szerkezeti egységek? Ebben a cikkben a szerszámgépek mechanikus hajtásrendszeréről szeretnék pár gondolatot megosztani, kiváltképp agolyósorsó-anya hajtás kapcsolatról.

Hűtés

A leggyakoribb hűtése az golyósorsó-anya rendszernek az anya hűtése, vagyis közvetlenül az anyán keresztül a gördülő elemek közé kerül a hűtőanyag, mely gyakran egyben a kenő anyag is. Ritkán, drágább szerszámgépeknél alkalmazott az orsón keresztüli hűtés. Kialakítása: az orsó teljes hosszán keresztül vezetnek egy furatot, melyben a hűtőfolyadékot áramoltatják. A rendszer jelentősen drágább a tömítések, az orsó kialakítása miatt, viszont az orsó tágulásából származó pontatlanság hosszútávon szinte elhanyagolható. Ez olyan gépekben érdemes alkalmazni, melyeket 0-24 órás, megállás nélküli üzemelésre terveztek.

Anyahűtéses orsó

Anyahűtéses orsó

Orsóhűtés elvi megvalósítása

Orsóhűtés elvi megvalósítása

Orsók, anyák anyagai

Az orsók anyaga felhasználástól függő. A legpontosabb orsókat általában martenzites acélokból készítik, hiszen ezeknek a merevsége sokkal magasabb, és alacsony a hőtágulási tényezőjük. Továbbá ez az acélfajta merevsége miatt eléggé rideg is, így a dinamikus, lökésszerű terheléseket nehezen viselik. Anyaguk is lényegesen drágább, így csak nagy pontosságot igénylő szerszámgépeknél alkalmazzák, ahol nem lépnek fel nagy terhelések. Gyakoriak az ausztenites acélból készült orsó-anyák. Ezek a legszívósabb orsók. Nagyon jól viselik a lökésszerű terheléseket. Ezzel ellentétben az acélok közül ezeknek a legnagyobb a hőtágulási együtthatója. Egyedi körülmények között alkalmaznak még nem mágnesezhető acélokat is.

Különböző orsóanyagok tulajdonságai

Különböző orsóanyagok tulajdonságai

Tengelykapcsolók, egyéb hajtás elemek

A tengelykapcsolós (kuplung) konstrukciós kialakítás a leggyakoribb kapcsolat az orsó és a motor között. A tengelykapcsolónak szükséges az esetleges motor-orsó közötti excentricitások kezelése, szöghibák nélkül. Ezeket torziósan merev tengelykapcsolóknak hívják, melyek bizonyos axiális, és szöghibák kiegyenlítésére megfelelőek. Általában Poliuretán betétes körmös tengelykapcsolókat szoktak alkalmazni.

Beépített orsó támasztócsapággyal, hajtómotor-kuplunggal

Beépített orsó támasztócsapággyal, hajtómotor-kuplunggal

Egyre inkább kihalófélben van a fogas szíj hajtásos kapcsolat az orsó és a motor tengelye között. Oka, hogy egyre jobb minőségű tengelykapcsolókat gyártanak a különböző cégek, valamint elektronikusan, vezérléssel meg lehet oldani a motorok lassítását, kiváló hatásfok mellett. Jelenleg, olyan helyeken alkalmazzák, ahol kritikus szempont a helytakarékos kialakítás, és szükségesek a kis befoglaló méretek. Tipikusan ilyen eset a két revolver fejes eszterga központok alsó revolver fejének hajtása.

Fogasszíj hajtású orsó

Fogasszíj hajtású orsó

Egyrészt az orsók előfeszítését általában a csapágyakon keresztülvezetve szokták megvalósítani, másrészt az orsó jellemző igénybevétele a tengelyirányú húzás-nyomás, ezért a golyósorsók ágyazásánál leggyakrabban ferde hatásvonalú golyóscsapágyakat alkalmaznak, melyek képesek felvenni a nagymértékű axiális terhelést is. Olyan kialakításoknál, ahol nem szükségeltetik az orsó előfeszítése egysoros mélyhornyú golyóscsapágyakat alkalmaznak, vezető csapágyazásként.

Vezető csapágyazás, bal: egysoros mélyhornyú golyóscsapágy, job: X-elrendezésű ferde hatásvonalú golyóscsapágy

Vezető csapágyazás, bal: egysoros mélyhornyú golyóscsapágy, jobb: X-elrendezésű ferde hatásvonalú golyóscsapágy

Az egyik legpontosabb pozicionálási pontosságot a tengelyenkénti két orsós hajtás biztosítja, ez viszont drága, nemcsak a szerkezeti elemek beépítése miatt, hanem a vezérlő szempontjából is, mivel itt kritikus, hogy a két orsó teljesen szinkronban mozogjon.

2 orsós hajtás

2 orsós hajtás

Szerző Juhász Miklós

Felhasznált források:

1, http://www.designworldonline.com/thomson-neff-precision-rolled-metric-ball-screws/

2, https://www.iso.org/obp/ui/#iso:std:iso:3408:-1:ed-2:v1:en

3, http://www.nookindustries.com/LinearLibraryItem/Ball_Screw_Load_Definitions

4, http://www.thk.com/?q=eng/node/230

5, http://www.nsk.com/products/precisionmachine/ballscrew/

6, http://www.thk.com/?q=eng/node/230

7, http://www.globalspec.com/FeaturedProducts/Detail/Steinmeyer/Steinmeyer_Custom_Ball_Screws/49370/0

8, http://www.barnesballscrew.com/ball-screws/

9, http://www.strippittech.com/Strippit_Ballscrew_Care_and_Replacement.html

10, http://www.nskeurope.com/cps/rde/xchg/eu_en/hs.xsl/innovative-nut-cooling-ball-screws.html

11, www.smart-energy.hu

12, www.toyodausa.com

13, www.hwacheon.com

14, http://www.methods-equipment.com/Kitamura_HMC.html