Üst düzey otomasyon tasarımında, mühendisler genellikle önemli bir bütçeyi C3 sınıfı taşlanmış bilyalı vidalara ayırır. Amaç basittir: mikron altı hassasiyet.

Ancak, sahada sıklıkla hayal kırıklığı yaratan bir paradoksla karşılaşıyoruz: Premium vidalar vasat performans sergiliyor. Makineler, sadece birkaç ay sonra geniş ölçüde değişen titreşim, ısı üretimi ve konumlandırma hataları sergiliyor.

Yüzlerce lineer hareket sistemini sorun giderdikten sonra, suçlunun nadiren vidanın kendisi olduğunu bulduk. Bunun yerine, genellikle göz ardı edilen "donanım"—Bilyalı Vida Destek Ünitesi—ve Şaft Ucu İşleme karşılayacak şekilde yeniden taşlandı.

Bu vaka çalışması, gerçek dünyadaki bir arızanın arkasındaki verileri inceliyor ve sertlik ve geometrik toleransların neden gerçek savunma hatlarınız olduğunu açıklıyor.

Bir yarı iletken ekipmanı üreticisi, gofret inceleme aşamalarını (X ekseni) yükseltiyordu. Hassasiyeti sağlamak için C3 taşlanmış vidalara geçtiler. Ancak, lazer enterferometre testleri ±0,015mm konumlandırma hatası gösterdi ve bu, izin verilen sınırı fazlasıyla aşıyordu. Daha da kötüsü, düşük hızlarda, motor yükü düzensiz sivri uçlar gösterdi—"yapışma-kayma" ve zayıf sistem sertliğinin klasik bir işareti.

Jenerik "Standart Sınıf" destek ünitelerini, Yüksek Sertlikte Hassas Üniteler (BK15/FK15 standartlarına göre referans alınmış) ile değiştirdik. Fark verilerdeydi.

Bir destek ünitesi sadece bir braket değildir; tahrik sisteminizin demirbaşıdır. İşte sorunu çözen teknik karşılaştırma:

Birçok jenerik destek ünitesi standart Derin Oluklu Bilyalı Rulmanlar kullanır. Hassas hareket için, bu, eksenel boşluk nedeniyle ölümcül bir hatadır. Yüksek performanslı üniteler, belirli bir ön yüklemeye sahip Eşleştirilmiş P4 Açılı Temaslı Bilyalı Rulmanlar (ACBB) kullanmalıdır.

Standart bir 15mm (No.15) Hassas Ünite için teknik özelliklere bakalım:

• Eksenel Sertlik (Rijitlik): 28 kgf/µm.
  (Anlamı: 28kg'lık bir eksenel yük, sadece 1 mikronluk bir yer değiştirmeye neden olur.)
• Temel Dinamik Yük Değeri (Ca): ~730 kgf.
• Temel Statik Yük Değeri (Coa): ~1.060 kgf.

Temiz odalarda veya nemli ortamlarda çalışan makineler için, standart Siyah Oksit kaplamalar yetersizdir. Yağ buharlaştıktan sonra, tabanda mikro korozyon başlar ve merkez yüksekliğini (h) karşılayacak şekilde yeniden taşlandı.

İki nedenden dolayı Elektroliz Nikel Kaplama öneriyoruz:

• Tekdüzelik: Kaplama kalınlığı 5-10µm içinde kontrol edilir ve rulman deliği toleransının etkilenmemesini sağlar (sıcak daldırma galvanizlemeden farklı olarak).
• Taban Kararlılığı: ASTM tuz püskürtme testlerini geçer ve montaj yüzeyinin makinenin ömrü boyunca mükemmel şekilde düz kalmasını sağlar.

En iyi destek ünitesi bile, vida şaftı kötü işlenirse başarısız olacaktır. Destek ünitesi, şaft ile bir "Geçme Uyum"'a dayanır.

Arızalı makinenin şaft ucunu ISO/JIS Geometrik Tolerans Standartlarına göre ölçtük. Sonuçlar açıklayıcıydı:

"Kanıt": Dikliğe bakın. Şaft omuzu 0,012 mm kayıktı. Kilit somunu sıkıldığında, eğri omuz hassas rulmanları eğmeye zorladı ve vida şaftında bir "zorlanmış bükülme" yarattı. Bu, C3 doğruluğunu anında yok etti.

Düzeltme, üç aşamalı bir protokol içeriyordu:

1. Yükseltme: Yüksek Sertlikte Nikel Kaplamalı Destek Üniteleri (DF eşleşmeli ACBB) takıldı.
2. Yeniden İşleme: Şaft ucunu h5 toleransını ve 0,003 mm dikliği karşılayacak şekilde yeniden taşlandı.
3. Montaj: Uygun ön yükleme yönetimi için bir tork anahtarı kullanıldı.

Sonuç: Konumlandırma doğruluğu ±0,003mm seviyesinde sabitlendi. Hareket dalgalanması kayboldu ve makine gürültüsü önemli ölçüde azaldı.

28 kgf/µm sertlikten 0,003mm işleme toleransına kadar, bu sayılar "hareket" ve "hassas hareket" arasındaki sınırı tanımlar.

Jenerik bir destek ünitesinin yüksek hassasiyetli sisteminizin darboğazı olmasına izin vermeyin. Bileşenlerinizi sadece boyutlara değil, verilere göre değerlendirin.