drylin® – Porca trapezoidal – Dados técnicos

Características especiais

Os módulos acionados por fuso drylin® funcionam de forma totalmente isenta de lubrificação e de manutenção numa grande variedade de materiais de fuso, porque as porcas são fabricadas com polímeros de elevada performance iglidur®. Comparativamente com as porcas com necessidade de lubrificação e manutenção, estas porcas trazem vantagens significativas, especialmente em aplicações com elevada exposição a poeiras e sujidade (indústria têxtil, máquinas de processamento de pedra e madeira) e em aplicações que incluem processos de limpeza (máquinas de embalagem e para produtos alimentares).
 

Forças radiais

As porcas drylin® são concebidas para absorver forças axiais. As forças radiais que possam ocorrer na aplicação devem ser absorvidas por guias lineares adicionais.

Temperatura

As porcas drylin®, que são fabricadas com materiais iglidur® isentos de manutenção, são essencialmente adequadas para a utilização com temperaturas entre -20 °C e +90 °C (150 °C, consoante o material). No entanto, tenha em atenção que a expansão térmica causa alterações na carga máxima admissível, para além da alteração da folga. Quando a aplicação está exposta a temperaturas particularmente baixas ou altas e cargas elevadas, recomendamos que teste a adequabilidade das porcas ao caso específico, através de testes empíricos. Estão disponíveis porcas de diversas classes de folga para permitir a sua utilização em todas as gamas de temperaturas.

Áreas húmidas

Em aplicações em ambientes húmidos devem ser utilizadas as porcas trapezoidais de iglidur® J ou iglidur® A180. Estes materiais caracterizam-se por uma absorção de humidade muito baixa.
iglidur® J
iglidur® A180

Sujidade

Os Módulos acionados por fuso drylin® movem-se totalmente a seco graças à utilização exclusiva de materiais iglidur® isentos de manutenção para a produção de porcas. A adesão de partículas macias, como poeiras e fibras, é consideravelmente reduzida pela eliminação deliberada dos lubrificantes. Em comparação com os materiais lubrificados convencionais, é comum a melhoria significativa da duração de vida em ambientes contaminados. No entanto, o fuso deve ser coberto em ambientes com contaminação considerável e partículas duras, como limalhas ou pó de granito.

Ruídos

No geral, são possíveis ruídos durante a utilização de módulos deslizantes acionados por fuso. Em particular, fusos e cursos longos podem causar vibrações induzidas pelo próprio movimento em sistemas deslizantes. Graças às suas boas características deslizantes, as porcas fabricadas com materiais iglidur® tribologicamente otimizados geram muito menos ruído do que os materiais plásticos ou metálicos convencionais, como o bronze ou o latão. Se o seu módulo deslizante acionado por fuso gerar ruído, contacte-nos.

Teste de módulos acionados por fuso

Os módulos acionados por fuso drylin® são fabricados de acordo com a norma DIN 103. O teste é realizado por meio de calibres de rosca macho estandardizados após a produção. Para os tamanhos de rosca não listados na tabela standard, a DIN 103 é convertida para o tamanho correspondente. Na seleção deverá ter em atenção as propriedades higroscópicas e térmicas do material. Podem ocorrer alterações nas dimensões devido a humidade e/ou calor no local de utilização. Por este motivo, não pode ser garantida uma compatibilidade geral com a norma DIN.

folga

A funcionalidade dos módulos deslizantes acionados por fuso requer uma folga básica. Têm de ser observados os parâmetros específicos da aplicação, para além da folga do módulo acionado por fuso causada por tolerâncias de fabrico. Para além das influências térmicas e higroscópicas ambientais, a folga mínima a considerar na aplicação também tem de ter em conta o calor do atrito gerado pela aplicação. Por isso, a utilização dos módulos deslizantes acionados por fuso não é recomendada para acionamentos de precisão sem a realização de testes de funcionalidade. Na prática, o pré-tensionamento demonstrou ser uma contramedida eficaz para a folga indesejável. Para além das soluções da nossa gama de produtos standard, os nossos peritos terão todo o gosto em aconselhá-lo quanto a outras medidas.

Eficiência

A eficiência é definida como a relação entre a potência de saída e a potência de entrada. As porcas drylin® caracterizam-se por valores de atrito baixos e consequentes eficiências elevadas. As porcas trapezoidais de uma entrada alcançam eficiências entre 20% e 48% em condições de funcionamento a seco. As porcas de passo rápido alcançam eficiências entre 50% e 80% em condições de funcionamento a seco. Embora as porcas drylin® tenham sido desenvolvidas para condições de funcionamento exclusivamente a seco, a lubrificação pode ajudar a aumentar ainda mais a eficiência.

Bloqueio axial automático

Os módulos acionados por fuso trapezoidal de uma entrada são autoblocantes. Isto significa que o ângulo do flanco e o atrito de deslizamento evitam o movimento da porca ou do fuso sem a aplicação de forças externas. Assim que o atrito estático for excedido, os componentes deixam de ter bloqueio axial. Os módulos acionados por fuso trapezoidal de múltiplas entradas apresentam uma "bloqueio axial residual", enquanto os módulos acionados por fuso de passo rápido não são autoblocantes.

Porcas anti-backlash

A folga refere-se aqui à folga na inversão de direção, causada num módulo acionado por fuso pela folga axial. As oscilações e vibrações autoinduzidas (que frequentemente causam ruído, especialmente com fusos longos e elevadas rpm) são significativamente reduzidas com o pré-tensionamento radial através de uma mola de borracha.

Porcas sem folga

Módulos acionados por fuso com rosca de passo rápido para ajustes rápidos de cargas reduzidas. O sistema sem folga assegura uma folga mínima durante toda a vida. É ideal para movimentos precisos de posicionamento e avanço na engenharia médica, laboratorial e de impressão e noutras áreas das ciências da vida. As porcas de passo rápido sem característica de folga zero ou as roscas trapezoidais devem ser utilizadas para cargas elevadas, exposição a sujidade ou influências externas extremas.

Y = Desgaste [wt%]
 
A = POM
B = PA
C = J
D = W300
 
Fig. 01: Teste de desgaste num fuso trapezoidal laminado

Y = Desgaste [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
E = POM
 
Fig. 02: Teste de desgaste num fuso de C15 [mg/km], curso de 140 mm, 50 N, fuso de C15 laminado, 450 rpm

Y = Desgaste [mg/km]
 
A = J
B = W300
C = J350
D = A180
 
Fig. 03: Teste de desgaste num fuso de aço inoxidável [mg/km], curso de 140 mm, 50 N, fuso de aço inoxidável, laminado, 450 rpm

Porcas anti-backlash num sistema de aplicação de cola de uma máquina de colar juntas (indústria da madeira). Estas asseguram a máxima precisão do mecanismo de ajuste sem folga.

Ajuste de formato na indústria do papel com porca antifolga

Montagem das porcas

As porcas drylin® devem ser fixas para evitar torção e oscilação axial.

Porcas com flange

Um binário de aperto máximo de 2,5 Nm aplica-se a parafusos de montagem M6 em porcas com flange. Recomendamos a fixação dos parafusos de montagem com um terceiro meio (por ex., fixador de roscas líquido). Recomenda-se a utilização de placas metálicas montadas à pressão para binários de aperto mais elevados.

Montagem de porca sem folga

1. Porca de suporte
2. Anel de fixação com mola de torção
3. Disco de fricção
4. Elemento axial

Enrosque o anel de fixação aprox. até meio na porca de suporte 1., usando a mola de torção 2., e fixe o compensador de mola no furo.

Encoste o disco de fricção 3. e o elemento axial 4. ao anel de fixação. Assegure-se de que o anel de fixação não gira.

Agora pode largar o anel de fixação, pré-tensionando, assim, a porca no fuso.

Porcas cilíndricas

O diâmetro exterior das porcas cilíndricas apresenta a tolerância h9. Por isso, recomendamos uma ligação efetiva, por ex., pela aplicação de ranhuras de chaveta para uma fixação segura. Em caso de forças reduzidas, a experiência prática demonstrou que as ligações com parafusos funcionam. Por princípio, não se recomenda a colagem das porcas. No entanto, se as porcas se destinarem à colagem, devem ser realizados testes adequados, em qualquer circunstância.

 
 
 
 

 
 
Aperte o anel de fixação na ponteira da porca de suporte para tensionar a mola de torção.

Pressione a porca de suporte 1. e o elemento axial 4. e enrosque o fuso na porca. Pré-tensione o anel de fixação durante o processo.

Porcas personalizadas

Tire partido do nosso serviço de maquinagem – fabricamos porcas com base nas suas necessidades. Envie-nos o seu desenho e enviar-lhe-emos rapidamente uma proposta.

Exemplos de porcas personalizadas

Selecionar materiais

As porcas drylin® standard estão disponíveis em 4 materiais:
 
iglidur® J
Este material caracteriza-se pelos melhores valores de atrito com a maioria das contrapartes e por uma baixa absorção de humidade.
 
iglidur® W300
Este material apresenta uma elevada resistência estática.
 
iglidur® A180
Este material cumpre os requisitos da FOOD AND DRUG ADMINISTRATION (FDA), podendo, por isso, ser utilizado em contacto direto com produtos alimentares e farmacêuticos.
 
iglidur® J350
Este material apresenta uma resistência muito elevada a altas temperaturas. As porcas de iglidur J350 podem ser utilizadas com temperaturas até 150 °C.

Duração de vida

As porcas drylin® são fabricadas a partir de materiais tribologicamente otimizados. Já na fase de desenvolvimento, o foco centra-se em otimizar as propriedades de atrito dos módulos acionados por fuso drylin®, com o objetivo de obter as taxas de desgaste mais baixas e bons valores de atrito. O laboratório de testes da igus® em Colónia realiza várias centenas de testes todos os anos em instalações de ensaio para fusos, para obter as melhores projeções de duração de vida e resistência ao desgaste possíveis. Os nossos peritos terão todo o gosto em testar também a sua aplicação.

Instalação de ensaio no laboratório da igus® para determinar a duração de vida

Material iglidur®	Pressão superficial
iglidur® J	4 MPa
iglidur® W300	5 MPa
iglidur® A180	3,5 MPa
iglidur® J350	2 MPa

Tabela 01: Pressão superficial contínua admissível nas roscas

Avaliação: fuso trapezoidal

A capacidade de carga das porcas trapezoidais em polímeros de elevada performance depende da pressão superficial, da velocidade superficial e da temperatura resultante. O comportamento térmico é também influenciado pelo ciclo de funcionamento, assim como pelo material do fuso selecionado e a sua condutividade térmica específica.
 

Material iglidur®	Rotação a longo prazo
iglidur® J	1,5
iglidur® W300	1,0
iglidur® A180	0,8
iglidur® J350	1,3

Tabela 02: Velocidades superficiais do casquilho iglidur® em m/s
 
Valor pv máx. admissível
A velocidade superficial permitida e a velocidade de avanço resultante para cada tamanho de rosca podem ser determinadas através do valor p x v e das percentagens da superfície de contacto indicadas na tabela de dimensões.
 

Ciclo de funcionamento ED	Valor pvmáx. [MPaxm/s]
100 %	0,08
50 %	0,2
10 %	0,4

Tabela 03: Valores de referência na utilização de porcas em plástico drylin® sem lubrificação (com curso de 500 mm). Pode ser necessário usar um fator de correção com cursos muito curtos ou longos.

Percentagem de superfície de contacto necessária:
A_e = F_axial / p_tol [mm²]
 
Seleção do tamanho de rosca necessário e determinação da pressão superficial real:
p_real = F_axial / A_{e real} [MPa]
 
Valor pv:
pv = p_real x v
 
Velocidade de deslizamento:
v = n x d1 x π/ 60.000 [m/s]
 
Número de rotações:
n = v x 1000 x 60 / π x d1 [1/min]
 
Velocidade de avanço:
s = n x P / 60.000 [m/s]
 
Binário de acionamento:
M_ta= F_axial x p / 2000 x π x η
M_te= F_axial x p x η/ 2000 x π
 
Fig. 05: Quadro de fórmulas – módulos acionados por fuso
 

Faxial	Força axial
Pper	Pressão superficial máx. permitida de 5 N/mm2
preal	Pressão superficial efetiva para o tamanho de instalação selecionado
Ae real	Percentagem da superfície de contacto da porca trapezoidal selecionada
P	Passo
d1	Diâmetro do passo
Mta	Binário de acionamento [Nm] na conversão de um movimento de rotação num movimento linear
Mte	Binário de acionamento [Nm] na conversão de um movimento linear num movimento de rotação
v	Velocidade de deslizamento [m/s]
s	Avanço [m/s]
n	Número de rotações [min-1]
η	Eficiência