En el corazón de la máquina herramienta hay un husillo de precisión que se utiliza para aplicar el par, la velocidad y el nivel de precisión necesarios para realizar una aplicación de mecanizado específica. Aunque hay cientos de piezas en la mayoría de los husillos, un conjunto de husillo típico consiste en el eje giratorio, accionado por un motor interno o externo, y soportado por un sistema de rodamientos que se ha ubicado adecuadamente dentro de una carcasa. El eje tiene múltiples funciones y actúa como alojamiento para el mecanismo de la barra de tracción, que en última instancia mantiene la herramienta en su sitio mientras el husillo está bajo carga. A continuación se ofrece una breve descripción de cada uno de los componentes y subsistemas.
Ya sea accionado por correa, por engranajes o con un diseño de motor integral, el sistema de accionamiento de cada husillo viene determinado por la velocidad, la potencia y la rigidez requeridas en la aplicación. Los husillos accionados por correa y engranajes se utilizan normalmente cuando el proceso requiere un par mayor y se accionan mediante un motor externo y un sistema de poleas. Se utiliza una combinación de juegos de engranajes y relaciones de polea para aumentar o reducir el par según sea necesario. Los diseños de motor integral, utilizados normalmente en aplicaciones de mayor velocidad, proporcionan par y potencia mediante un sistema en el que el estator (componente estacionario de un motor eléctrico de inducción que produce un campo magnético) y el rotor (componente rotativo de un motor eléctrico de inducción) se encuentran dentro de la propia carcasa del husillo.
El alojamiento del husillo puede ser una parte integral de la máquina, un estilo de bloque o un cartucho montado en brida, entre otros diseños. Proporciona múltiples sistemas de utilidad al husillo, como canales de lubricación para los rodamientos, conductos de aire perforados para una presión interna positiva y camisas de refrigeración para reducir el calor. Sin embargo, la función crítica del alojamiento es soportar con precisión la disposición de los rodamientos en el eje y amortiguar los niveles de vibración que emanan del proceso de mecanizado.
Dependiendo de los requisitos de velocidad, par y carga, el tipo de rodamiento utilizado desempeña un factor importante en la vida útil de un husillo. Para unidades de alta velocidad, los rodamientos de bolas de contacto angular son la elección estándar. Sin embargo, para aplicaciones que requieren una mayor rigidez y capacidad de carga, los rodamientos de rodillos proporcionan un mayor ángulo de contacto y suelen ser la opción más adecuada. Los métodos de lubricación, los niveles de precisión, la cantidad de precarga y la configuración general se determinan en función de las exigencias y condiciones de la aplicación.
Dado que la contaminación externa es la principal causa de fallo prematuro de los husillos, se necesitan obturaciones para evitar la entrada de virutas y otros contaminantes en los rodamientos. Los dos tipos principales de obturaciones son las de contacto y las de no contacto. Las obturaciones de contacto son las más sencillas y consisten en un labio que se asienta directamente sobre la superficie del eje. Sin embargo, los retenes de labio están sometidos a las fuerzas de rotación del eje e inevitablemente se desgastarán a lo largo de la vida útil del husillo.
Por el contrario, las juntas sin contacto están diseñadas con piezas fijas y giratorias unidas entre sí. Los pasos entre estos componentes acoplados forman un laberinto que impide el acceso directo a los rodamientos. En combinación con una presión de aire interna positiva, una junta laberíntica sin contacto permite una protección adecuada contra la contaminación, a la vez que minimiza el calor y el desgaste debido al nulo contacto superficie con superficie. El tipo de junta utilizado en cualquier diseño viene determinado en última instancia por los criterios de la aplicación, la complejidad del husillo y el espacio disponible dentro del alojamiento.
El objetivo principal del eje es transmitir el par del sistema de transmisión. Se sujeta con una serie de cojinetes que le permiten girar a lo largo de la línea central del husillo. Un eje de husillo típico suele ser hueco y cónico en un extremo para incorporar un sistema de retención de herramientas o una barra de tracción.
El mecanismo de la barra de tracción se monta dentro del eje y consiste en una varilla equipada con un conjunto de muelles para proporcionar la fuerza necesaria para sujetar y desamarrar la herramienta. La fuerza procede de un cilindro de accionamiento situado en la parte trasera de la barra de tracción que funciona mediante presión hidráulica o neumática. La parte delantera de la barra de tracción está equipada con una pinza que sirve para sujetar la herramienta y mantenerla en su sitio mientras está sometida a carga.
Los husillos son componentes complejos y de alta ingeniería que resultan fundamentales para cualquier máquina herramienta. Vienen en varias formas y tamaños y están diseñados para adaptarse a innumerables necesidades de mecanizado. Como líder del sector en diseño de husillos de precisión, fabricación y servicios de reconstrucción, SETCO está aquí para ayudarle. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para obtener más información sobre diseños de husillos estándar o personalizados.