Elementos de Máquinas

ÍNDICE

1. HISTÓRICO _                                                                                        2
2. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS                                                        3

1. Fusos de Esferas                                                                                3
2. Guias Lineares                                                                                3

1. PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO                                                        4

1. Fusos de Esferas                                                                                4
2. Guias Lineares                                                                                4

1. CRITÉRIOS DE SELEÇÃO                                                                        7

1. Fusos de Esferas                                                                                7
2. Guias Lineares                                                                                8

1. EXEMPLOS DE APLICAÇÃO                                                                9
2. BIBLIOGRAFIA                                                                                 10

1. HISTÓRICO

                A área de automação gerou um grande desenvolvimento nas máquinas operatrizes. Devido a isso, os fusos de esferas recirculantes e guias lineares de rolamentos, itens responsáveis pelo alto nível de sofisticação dessas máquinas, são, atualmente, largamente utilizados.

                No caso dos fusos de esferas, grandes produtores, como a NSK, os desenvolve desde a década de 50. Além deste, existem outros grandes fabricantes como a SKF, FAG, THK, entre outros, os quais disponibilizam seus produtos para as mais diversas áreas industriais, como a de máquinas-ferramentas, a de semicondutores, a aeroespacial, a de instrumentos médicos e automação industrial.  As aplicações são variadas, desde aplicadores de adesivos a robôs industriais, etc.

                Já no caso das Guias Lineares, as tentativas de mudança do sistema convencional de deslizamento (barramentos) para novos sistemas de guias são anteriores a patente francesa de 1932. Apesar disso, este tipo de componente ficou sem ser produzido por muito tempo. No entanto, a crescente demanda por guias de alta durabilidade, alta precisão e velocidade, e menor consumo de energia exigido pelo maquinário atual, fez com que houvesse um intenso desenvolvimento dessas guias a partir da década de 80.

1. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS

1. Fusos de Esferas

                Os fusos podem ser retificados ou laminados. Neste caso, iremos explicar os fusos laminados. Os fusos de esferas laminados têm baixo custo e são fabricados através de um sistema preciso de laminação. Diferente dos fusos convencionais de deslizamento (fuso trapezoidal), as esferas rolam através das pistas de arco circular, o que produz um mínimo atrito com uma máxima eficiência. Estes fusos necessitam de menos de 1/3 do torque dos fusos trapezoidais, o que facilita a conversão do movimento rotacional em linear. A lubrificação simples, resistência a operações em alta velocidade e excelente resistência ao desgaste, permite um tempo maior livre sem manutenção.

1. Guias Lineares

                Guias Lineares são sustentadas por elementos de contato de rolamento. Estes sistemas de movimento linear podem ser descritos como sistemas de movimento que utilizam o princípio do rolamento de esferas. Desde que as esferas empregadas como elementos rolantes são colocadas em pistas que possuam um raio quase igual ao das esferas, o contato entre as esferas e a pista (arco circular) é mudado, ao invés de ponto de contato (tradicional) temos uma superfície de contato. Este sistema de superfície de contato significa que as Guias Lineares podem suportar 13 vezes o trabalho de carga e durar 2200 vezes mais que guias lineares convencionais (buchas) com o mesmo diâmetro de esfera.

1. PRINCÍPIOS DE FUNCIONAMENTO

1. Fusos de Esferas

                Existem vários tipos de fusos de esferas, mas os princípios de funcionamento são muito semelhantes, dessa maneira, evidenciaremos o fuso de esferas padrão do tipo T da NSK (T-Series: Tube Type Standard Ball Screws).

                A circulação das esferas neste tipo de fuso é mostrada na figura 1. A série A de esferas que estão nos entalhes entre o eixo (B) e a porca (C), fazem 1, 2 ou 3 revoluções completas ao redor do eixo. O circuito é fechado entre os pontos (A) e (D) por um tubo guia, como indicado em (E), para permitir que as esferas recirculem continuamente. Podem existir um ou mais desse tipo de circuito.

Figura 1: Exemplo de Fuso de Esfera do Tipo Porca Tubo

                Como já citado acima, outros tipos de fusos de esferas são: o de esfera desviadora, o que apresenta uma grande distância entre as roscas (passo), o que apresenta uma distância extra grande entre as roscas, entre outros.

1. Guias Lineares

                Nesta parte, o princípio de funcionamento é explicado de maneira genérica.

                Uma Guia Linear de Precisão consiste de um trilho longo e um passadiço de esferas. Dois arcos góticos paralelos se estendem ao longo de ambos os lados do trilho (A) e dentro do passadiço (B). As esferas avançam em cada entalhe enquanto rolam até alcançarem o fim do passadiço, onde são desviadas por um canal no “end cap” (C) para um buraco de passagem de retorno no passadiço.