El mercado de las máquinas-herramienta es altamente competitivo; además, poder demostrar diferenciación en soluciones técnicas puede marcar una gran diferencia para conseguir pedidos y aumentar los ingresos. Teniendo en cuenta estas consideraciones, los fabricantes de máquinas herramienta pueden proporcionar hoy a sus clientes un cabezal principal que destaca por unas elevadas velocidades de rotación y una precisión de funcionamiento mejorada gracias a los rodamientos de bolas de contacto angular ultrarrápidos utilizados en combinación con la tecnología de jaula SURSAVE de NSK.
Un NRRO (salto radial no repetible) bajo, una baja generación de calor y un rendimiento a alta velocidad se encuentran entre los beneficios que un número cada vez mayor de fabricantes de máquinas-herramienta ahora pueden ofrecer a sus clientes gracias a la jaula SURSAVE de NSK para su serie ROBUST de rodamientos de bolas de contacto angular de velocidades ultra altas. El NRRO de los rodamientos de bolas influye enormemente en la precisión de rotación de los husillos para máquinas-herramienta, por ello es tan importante comprender esta característica potencialmente perjudicial.
Como el elemento más común que se utiliza para soportar el cabezal, la precisión de rotación de los rodamientos de bolas influye en el rendimiento de todo el sistema mecánico. Para ser más específicos, los movimientos de error durante la rotación del cabezal afectan directamente al perfil y a la rugosidad de la superficie de las piezas de trabajo mecanizadas.
El NRRO, su efecto y cómo reducirlo
Con la continua demanda de la industria de una mayor precisión y velocidad, NSK identificó un requisito claro para mejorar el rendimiento dinámico de los rodamientos de bolas de contacto angular, por lo que la empresa comenzó a observar más de cerca el NRRO, su efecto y cómo reducirlo.
Partiendo de su relación con la frecuencia de rotación, es posible clasificar el movimiento de error en tipos síncronos y asíncronos. El movimiento de error síncrono es la parte del movimiento de error total que ocurre en múltiplos enteros de la frecuencia de rotación (frecuencia fundamental), mientras que el movimiento de error asíncrono es la parte del movimiento de error total que ocurre en frecuencias que no son múltiplos enteros de la frecuencia de rotación. El error de movimiento de los componentes asíncronos, como los rodamientos, se conoce como NRRO y afecta principalmente a la calidad de la superficie de las piezas de trabajo mecanizadas.
Durante muchos años, los intentos por investigar el NRRO en rodamientos de bolas fracasaron en la mayoría de los casos. Estos esfuerzos a menudo ignoraban la influencia del brazo de par en el movimiento de error radial o el efecto del par de fricción en el interior del rodamiento, por ejemplo.
NSK sabía que una mejor comprensión del tema solo se conseguiría a partir de la simulación de las condiciones reales de funcionamiento de los rodamientos de bolas, incluidas las diferentes fuerzas de precarga axial y velocidades de rotación. Por lo tanto, la empresa tuvo que crear un sistema de medición de rodamientos de bolas completamente nuevo para investigar cómo el NRRO generaba los errores geométricos de los componentes de los rodamientos, incluidas las bolas y los caminos de rodadura exteriores e interiores.
En el centro del sistema de medición se encuentra un husillo hidrostático de alta precisión que ejerce presión sobre el camino de rodadura interno de los rodamientos de prueba para determinar la precisión del sistema. Después, una precarga axial medible y variable simula las condiciones de funcionamiento de los rodamientos. También forma parte del sistema un "mecanismo de bisagra de flexión de 2 grados de libertad" (2-DOF FHM) que evita que el camino de rodadura exterior gire, antes de que dos sensores capacitivos midan el error radial del rodamiento bajo una prueba a nanoresolución.
Mediante el uso de este sistema de medición personalizado, NSK realizó una serie de experimentos para investigar el NRRO radial. Los resultados indicaron que este parámetro varió considerablemente con los cambios en la velocidad de rotación y la fuerza de precarga. NSK advirtió que el valor de NRRO se reducía al aplicar una fuerza de precarga mayor. Además, el NRRO radial aumentaba a medida que aumentaba la velocidad para la misma fuerza de precarga axial. Cabe destacar que los resultados de las pruebas radiales NRRO incluyeron el movimiento de error tanto en el interior como en el exterior del rodamiento.
SURSAVE, 50% menos de NRRO de alta velocidad
Con los resultados de estos experimentos, NSK pudo empezar a desarrollar SURSAVE. Con SURSAVE, los rodamientos ROBUST de NSK ofrecen un 50% menos de NRRO de alta velocidad y un 20% menos de generación de calor que los rodamientos convencionales. Como ya se ha comentado, la reducción del NRRO del husillo principal de una máquina herramienta mejora la calidad de la superficie de los componentes mecanizados, mientras que la menor generación de calor ayuda a suprimir el desplazamiento térmico, mejorando de este modo la precisión de funcionamiento. En particular, este producto de gran fiabilidad es muy adecuado para mejorar la calidad de la superficie de troqueles y engranajes.
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