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Diseño y teoría

Una tuerca precargada está diseñada para eliminar el juego. Hay dos estrategias diferentes para precargar la tuerca.
  • 4 puntos de contacto
  • 2 puntos de contacto

4 puntos de contacto

Para precargar una tuerca con 4 puntos de contacto, se debe armar la tuerca de bolas con bolas de tamaño mayor al nominal. Esto trae las siguientes ventajas y desventajas:
  • Las bolas admiten carga en ambas direcciones.
  • La tuerca es más pequeña (misma capacidad de carga que una tuerca no precargada).
  • Menor eficiencia, ya que el extremo no cargado de la bola derrapa.
  • La precarga tiende a durar menos debido al desgaste producido por el derrape de las bolas.
  • Solo se puede utilizar en husillos de alta precisión (desplazamiento suave).
  • Las tuercas no se pueden intercambiar, ya que el tamaño de las bolas se selecciona con exactitud al momento del montaje.

4 puntos de contacto

2 puntos de contacto

Para precargar una tuerca con 2 puntos de contacto, se debe usar una configuración de "tuerca doble". La mitad de la tuerca resiste carga en una dirección. La otra mitad, en la otra dirección. Esto trae las siguientes ventajas y desventajas:
  • Funcionamiento más eficiente, dado que las bolas ruedan con dos puntos de contacto (no derrapan).
  • La precarga dura más que con el método de 4 puntos de contacto.
  • Las tuercas precargadas se pueden intercambiar. Las tuercas precargadas que usan tuercas dobles ajustables se pueden comprar por separado y no es necesario que vengan apareadas con el husillo de fábrica.
  • Se pueden precargar husillos de baja precisión. En los husillos de baja precisión, el conjunto de tuerca doble emplea un muelle entre ambas mitades de la tuerca. Esto ofrece cierta flexibilidad para el uso en un husillo de baja precisión. Sin embargo, solo se evita el juego cuando la carga es inferior a la fuerza del muelle.
  • Se requiere una tuerca más grande para alcanzar la misma capacidad de carga. La tuerca debe tener el doble de circuitos de bolas para alcanzar la misma capacidad de carga que una tuerca equivalente no precargada o una tuerca precargada con 4 puntos de contacto.

2 puntos de contacto

Diferentes diseños de tuercas precargadas

Existen distintos diseños de tuercas precargadas, pero la mayoría de ellos pueden agruparse en tres categorías:
  • Bolas de tamaño mayor al nominal (4 puntos de contacto)
  • Tuerca doble (2 puntos de contacto)
  • Surco desplazado (2 puntos de contacto)
Cada solución tiene sus propios beneficios y desafíos:
  • La precarga con bolas de tamaño mayor al nominal emplea bolas seleccionadas para eliminar la holgura axial y crear una precarga. Este tipo de precarga mantiene la capacidad de carga completa y es el que permite un diseño más compacto. Sin embargo, requiere un husillo de alta precisión y, por lo general, solo alcanza valores de precarga del 5 %.
  • La precarga de tuerca doble utiliza dos tuercas combinadas y configuradas para eliminar el juego axial. Esta configuración se puede cargar con muelles de compensación y se puede ajustar para compensar el desgaste y la capacidad de carga. La desventaja es que tiene un costo y tamaño mayor que las tuercas con bolas de tamaño mayor al nominal.
  • La precarga del surco desplazado es común en los husillos mecanizados o aterrajados. Esto da lugar a una tuerca más rígida con un mayor nivel de precarga (aproximadamente 10 %). Esta solución emplea una única tuerca, pero reduce la capacidad dinámica del sistema, ya que solo la mitad de las bolas soportan carga en un momento dado.

Diseños de tuercas precargadas


Ejemplo de tuerca doble ajustable

Juego mínimo

Una alternativa a la precarga es seleccionar el tamaño de las bolas para reducir el juego al mínimo sin crear una precarga, de manera similar a la precarga con bolas de tamaño mayor al nominal. Reducir el juego tiene varias ventajas, como menor arrastre y un desplazamiento más suave.
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