Precisão de Fuso Esferas

Um dos principais desafios em projetos mecânicos é a garantia da precisão e repetibilidade necessária para o processo em si.  A tentação é simplesmente selecionar um atuador classificado com o mais alto grau possível de precisão. No entanto essa abordagem de maneira simplória pode levar o projetista mecânico a cometer falhas, projetando um sistema mecânico com custos elevados sem a devida necessidade.

Inicialmente é importante compreender as diferenças fundamentais entre as definições de precisão e repetibilidade na seleção do fuso de esferas. A repetibilidade é a capacidade que o fuso de esferas tem para reproduzir uma posição comandada, repetindo a mesma posição 99,8% do tempo, de acordo com o padrão norma ISSO 9283:1998.  A Precisão, define-se como sendo o menor valor de erro estático que um instrumento pode ter ao longo de sua faixa de trabalho. A chave para a seleção do fuso é avaliar se um alto grau de precisão é realmente necessário a aplicação ou se apenas um elevado nível de repetibilidade pode realizar o mesmo trabalho com um custo significamente menor.

Os fusos de esferas são considerados um dos produtos mais precisos para deslocamentos lineares, o fuso transforma o movimento rotacional em linear. A precisão do fuso de esferas segue a norma ISSO 286-2:1998. As classes de precisão dos fusos de esferas são definidas na linearidade, no erro de percurso de uma distância de 300mm.

As classes de precisão dos fusos de esferas, comercializados pela KALATEC são de classe de precisão C07, o que significa um erro de passo 0.05mm/315mm.  Existem classe de precisão C05 cujo erro de passo será de 0.018mm/315mm, disponíveis apenas nos fusos de esferas retificados.

Reparem o diagrama abaixo sobre o erro de passo:

Figura 1 - Curva características de Desvio de Passo de Fuso de Esferas

Figura 1 – Curva características de Desvio de Passo de Fuso de Esferas

Onde:

“Travel Length” é a distância do percurso real de um fuso de esferas qualquer.

“Specified Travel” é uma distância que pode ser a mesma que a nominal ou um valor de amostragem de acordo com o uso pretendido.

“Acutual Travel” é o erro na distância de percurso medido de um fuso de esferas.

“Mean Travel” é a uma linha reta que representa a tendência da distância do percurso real.

. e2π – É a flutuação de uma revolução da castanha no eixo do fuso.

. E300 – É a flutuação em relação a uma distância percorrida de 300mm.

 

Como conclusão é importante lembrar que hoje em dia a precisão é importante para processos de usinagens, como por exemplo máquinas CNC ou retificas que necessitam trabalhar na casa decimal ou centesimal ao longo da trajetória para garantir qualidade e melhor acabamento as peças. Agora se tratando de sistemas mecatrônico e sistemas automatizados, cujo objetivo é posicionamento, o mais importante é a repetibilidade com exatidão ao longo dos ciclos, e para esse objetivo os fusos de esferas laminados de classe de precisão C-07 são os já indicados com o melhor custo benefício. O segundo critério de avaliação sobre os fusos de esferas é decidir se a escolha será de castanha simples ou castanha dupla, a escolha de castanha simples poderá gerar uma folga axial de 0.08mm e a escolha de castanha dupla elimina essa folga.

 

Edilson Cravo

Eng. de Aplicação da KALATEC, com vivência de 16 anos em dimensionamento e aplicação de fusos de esferas e em soluções mecatrônicas.

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