Sklop kugličnih vijaka se obično ne proizvodi od jednog materijala. Osovina vijka, kuglična matica i kuglice za kotrljanje obavljaju različite funkcije, tako da zahtjevi za njihovim materijalom i toplinskom{1}}obradom također mogu biti različiti.
Za kupce, to znači da samo pitanje da li je kuglični vijak napravljen od "čelika visoke{0}}čvrstoće" daje vrlo malo korisnih informacija. Stvarni kvalitet čelika, termička obrada i tvrdoća staze treba uzeti u obzir zajedno.
Razumijevanje ovih razlika također objašnjava zašto osovina s kugličnim vijkom i odgovarajuća matica ne moraju nužno biti proizvedeni od istog čelika.
Koji se materijali obično koriste za kuglične vijke?
Proizvođači kugličnih vijaka koriste različite vrste čelika prema proizvodnom procesu, potrebnoj tvrdoći, nivou točnosti, stanju opterećenja i radnom okruženju.
Srednji- i visoko-ugljični čelici kao što je S55C mogu se koristiti za osovine sa kugličnim navojem, posebno tamo gdje se primjenjuje indukcijsko kaljenje kako bi se stvorila staza klizanja-otpornog na tvrdo habanje uz zadržavanje odgovarajućih svojstava u jezgri osovine.
Legirani čelici kao što je SCM415 i slični čelici od kroma{1}}molibdena se također koriste u proizvodnji kugličnih vijaka. Njihov sastav i odgovor na termičku obradu čine ih pogodnim za komponente kojima je potrebna tvrda kontaktna površina zajedno sa odgovarajućom čvrstoćom i žilavošću jezgra.
Nehrđajući čelik se može koristiti za posebne kuglične vijke gdje je važna otpornost na koroziju. Međutim, pri odabiru materijala mora se uzeti u obzir tvrdoća, nosivost, toplinska obrada i kompletno radno okruženje, a ne odabir nehrđajućeg čelika samo zato što je otporan na koroziju.
Zašto je osovini sa kugličnim navojem potrebna tvrda staza?
Zavojni žljeb na osovini kugličnog vijka djeluje kao kotrljajuća staza. Tokom rada, kuglice više puta prenose opterećenje kroz relativno malu kontaktnu površinu između žljeba za vijke, kuglica i utora matice.
Ako je površina staze premekana, ponovljeni kontakt kotrljanja može uzrokovati prijevremeno habanje, deformaciju i pogoršanje geometrije žljeba. To na kraju može uticati na aksijalni zazor, glatkoću rada i performanse pozicioniranja.
Iz tog razloga, osovine sa kugličnim vijkom se normalno termički obrađuju tako da radna staza postiže dovoljnu površinsku tvrdoću i otpornost na habanje.
Zašto cijelu osovinu zavrtnja ne učiniti jednako tvrdom?
Osovini sa kugličnim navojem potrebno je više od površinske otpornosti na habanje.
Također mora izdržati preneseno aksijalno opterećenje, torzijsko naprezanje i savijanje uzrokovano vlastitom dužinom, rasporedom nosača i radnim uvjetima stroja. Krajevi vratila mogu dodatno zahtijevati okretanje, narezivanje navoja, brušenje ili drugu mašinsku obradu za potporne ležajeve i spojnice.
Procesi termičke{0}}obrade se stoga odabiru tako da se postignu tražena svojstva na radnoj površini uz održavanje odgovarajućih mehaničkih svojstava ostatka komponente.
Dobra specifikacija materijala kugličnog vijka nije samo "tvrdi čelik". Tvrdoća staze, osnovna svojstva i proizvodni proces moraju raditi zajedno.
Zašto kuglična matica može koristiti drugačiji materijal?
Kuglična matica sadrži odgovarajuću unutrašnju spiralnu stazu klizanja i strukturu cirkulacije kuglice. Njegova geometrija, proizvodni proces i zahtjevi za termičkom{1}}obradom se razlikuju od zahtjeva za dugačku osovinu zavrtnja.
Legirani čelici se obično koriste za kuglične matice jer odgovarajuća termička obrada može obezbijediti tvrdu stazu-otpornu na habanje uz održavanje mehaničkih svojstava koja zahtijeva tijelo matice.
Matica također sadrži karakteristike kao što su povratni prolazi, prirubnice, montažne rupe i cirkulacijske komponente u zavisnosti od dizajna. Odabir materijala stoga mora odgovarati i kontaktnoj-površini za kotrljanje i kompletnoj strukturi matice.
Ne postoji inženjerski zahtjev da osovina vijka i matica moraju imati identične oznake čelika. Ono što je važno je da li svaka komponenta postiže tražena mehanička svojstva, tvrdoću staze, tačnost dimenzija i servisne performanse nakon proizvodnje.
Šta je sa čeličnim kuglicama?
Kuglice koje se kotrljaju su još jedan kritičan dio materijalnog sistema.
Oni u više navrata dolaze u kontakt i sa vijkom i sa navrtkom dok nose opterećenje i kruže kroz maticu. Lopte stoga zahtijevaju visoku tvrdoću, konzistentnost dimenzija, dobru završnu obradu površine i otpornost na zamor{1}}kotrljajućim kontaktom.
Performanse sklopa kugličnog vijka prema tome zavise od interakcije između sve tri komponente -kotača, a ne samo materijala osovine.
Ugljični čelik, legirani čelik ili nehrđajući čelik?
Ne postoji materijal koji je automatski najbolji za svaki kuglični vijak.
| Vrsta materijala | Glavna prednost | Tipično razmatranje |
|---|---|---|
| Srednji/visokougljični čelik | Dobra čvrstoća i odgovarajući odgovor na površinsko otvrdnjavanje | Uobičajeni izbor za industrijska osovina sa kugličnim vijkom; i dalje je potrebna zaštita od korozije |
| legirani čelik | Dobra kaljivost, otpornost na habanje i mehanička svojstva nakon termičke obrade | Često se koristi tamo gdje je potrebna kontrolirana toplinska obrada i tvrde staze |
| Otvrdljivi nerđajući čelik | Poboljšana otpornost na koroziju za pogodna okruženja | Kvalitet materijala, dostižna tvrdoća, opterećenje i okruženje moraju se procijeniti zajedno |
Konačna odluka bi stoga trebala biti zasnovana na potrebnim mehaničkim svojstvima i radnom okruženju, a ne na pretpostavci da najskuplji materijal automatski proizvodi najbolji kuglični vijak.
Sam razred materijala ne određuje kvalitet kugličnog vijka
Dva kuglična vijka proizvedena od iste nominalne klase čelika i dalje mogu raditi drugačije.
Toplinska obrada utiče na tvrdoću i otpornost na habanje staze. Geometrija staze za trčanje i završna obrada utječu na kontakt kotrljanja. Preciznost vodilice utiče na performanse pozicioniranja, dok prednaprezanje ili aksijalni zazor utiču na krutost i zazor.
Kontrola podmazivanja, zaptivanja i kontaminacije zatim utiče na to kako se ova proizvedena svojstva održavaju tokom rada.
Prema tome, materijal treba tretirati kao dio specifikacije kugličnog vijka, a ne kao zamjenu za preciznost, toplinsku obradu, prednaprezanje ili kvalitetu proizvodnje.
Zašto je toplinska obrada toliko važna kao i klasa čelika
Klasa čelika opisuje sastav materijala, ali sama po sebi ne govori kupcu konačnu tvrdoću kugličnog vijka.
Ovisno o dizajnu čelika i komponenti, proizvođači mogu koristiti procese kao što su indukcijsko kaljenje, karburiziranje, gašenje ili drugi kontrolirani toplinski tretmani kako bi dobili tražena svojstva površine.
Stoga važno pitanje prilikom kupovine nije samo "Od kojeg materijala je napravljen ovaj kuglični vijak?" ali i "Kako se termički obrađuje staza za trčanje i koja se tvrdoća postiže?"
Ovo je posebno relevantno kada se porede kuglični vijci za ponovljene industrijske operacije, gdje su otpornost na habanje i performanse zamora{0}}kontakta važniji od naziva materijala koji je odštampan na listu sa specifikacijama.
Koje materijale DLY koristi za kuglične vijke?
Za DLY standardne sklopove valjanih kugličnih vijaka, osovina vijka se obično proizvodi odS55C čelik, dok se kuglična matica obično proizvodi od20CrMo legirani čelik.
| DLY Component | Uobičajeni materijal | Svrha |
|---|---|---|
| Valjano vratilo sa kugličnim vijkom | S55C | Pruža osnovnu čvrstoću potrebnu za osovinu i omogućava da se radna staza očvrsne radi otpornosti na habanje |
| Navrtka sa kugličnim vijakom | 20CrMo | Legirani čelik odabran za tijelo matice i kaljene unutrašnje kotrljajuće{0}}kontaktne površine |
DLY kuglični vijčani putevi su termički obrađeni kako bi se postigla potrebna površinska tvrdoća i otpornost na habanje. Tačan materijal, zahtjevi za termičkom{1}}obradom i specifikacija tačnosti mogu varirati za specijalne ili više{2}}precizne proizvode, tako da ove zahtjeve treba potvrditi u skladu sa specifičnim proizvodom i crtežom kupca.
Kupci bi stoga trebali izbjegavati pretpostavku da svaki DLY C5, C7 ili prilagođeni kuglični vijak automatski koristi potpuno istu specifikaciju materijala. Stepen tačnosti i specifikacija materijala su odvojeni inženjerski zahtjevi.
Šta treba da potvrdite kada naručite kuglični vijak?
Za većinu industrijskih primjena, materijal treba potvrditi zajedno s dimenzijama i radnim zahtjevima kugličnog vijka.
Počnite s promjerom vijka, olovkom, potrebnom dužinom i razredom tačnosti. Zatim razmotrite očekivano aksijalno opterećenje, brzinu, radni ciklus, radno okruženje i potrebni vijek trajanja.
Ako aplikacija ima specifičan zahtjev za materijalom, tvrdoćom, korozijom{0}}otpornošću ili toplinskom{1}}obradom, uključite to na crtež ili RFQ umjesto da se oslanjate na opći opis kao što je "kuglični vijak visoke-kosti."
Za projekte zamjene, pružanje originalnog modela kugličnog vijka, informacija o mašini ili crteža također može pomoći da se utvrdi da li je standardna konfiguracija materijala prikladna.
DLY kuglični vijak materijal i prilagođavanje
DLY proizvodisklopovi kugličnih vijakaza CNC mašine, opremu za automatizaciju, mašine za pakovanje, linearne module i druge industrijske sisteme kretanja.
Standardni valjani kuglični vijci obično koriste S55C navojne osovine sa 20CrMo navrtkama. DLY takođe može isporučiti različite stepene tačnosti, prilagođene dužine, mašinsku obradu na kraju, konfiguracije matica i odgovarajuće jedinice za podršku u skladu sa zahtevima aplikacije.
Ako vaš projekat ima određeni zahtjev za materijalom ili termičkom{0}}obradom, pošaljite crtež zajedno sa potrebnim prečnikom, olovom, dužinom, razredom tačnosti, količinom i radnim uslovima radi tehničke potvrde prije proizvodnje.
