Cómo los fabricantes de maquinaria y equipos implementan de forma eficiente requisitos especiales para conjuntos de husillos de bolas y husillos planetarios
En robótica, tecnología médica, fabricación de semiconductores, máquinas-herramienta y logística interna, aumenta la necesidad de accionamientos de husillo específicos. En algunos casos, el objetivo es conseguir una elevada dinámica, compacidad o seguridad, mientras que en otros se centra en la protección contra la corrosión, la gestión de la temperatura o la aptitud para el vacío.
El denominador común de todas estas aplicaciones es que deben realizarse de forma más rápida y económica a pesar de unos requisitos cada vez mayores. Lea esta entrada del blog para descubrir cómo:
Consejo: Encontrará un resumen de los principales tipos de husillos, desde conjuntos de husillos de bolas y conjuntos de husillos planetarios hasta unidades de accionamiento completas con alojamientos de tuerca y soportes de apoyo, en nuestra página de productos de accionamientos de husillo.
Hay muchas razones por las que se necesitan tantos accionamientos de husillo específicos para cada aplicación:
El reto:
Una vez determinado que la aplicación requiere un conjunto de husillo de bolas o de husillo planetario que no está disponible en el catálogo estándar, los costes de ingeniería y fabricación aumentan considerablemente. Los diseños especiales no solo son costosos, sino que además rara vez han sido probados y validados en la práctica.
La solución:
Bosch Rexroth le ofrece la posibilidad de pedir accionamientos de husillo a medida fabricados a partir de componentes estándar y adicionales probados y validados, que se mecanizan directamente en fábrica según los requisitos del cliente.
El resultado:
Los fabricantes de maquinaria y equipos reciben soluciones prácticas más rápidamente y con un coste predecible, incluidos los datos CAD y una documentación completa.
La oferta de Rexroth incluye recubrimientos, longitudes especiales y mecanizados según las especificaciones del cliente, conjuntos de husillos combinados y tuercas especiales, hasta unidades premontadas para aplicaciones de alta exigencia.
Modificaciones habituales de husillos: Longitudes especiales, prolongaciones, mecanizados especiales y tuercas. (Imagen: Bosch Rexroth)
En el caso de los accionamientos de husillo que funcionan en condiciones de uso especiales, el acabado superficial es un factor crítico para la precisión y la vida útil. La humedad, los medios agresivos o las condiciones de vacío no solo afectan al material, sino que también modifican la fricción y el desgaste. Las reflexiones ópticas también pueden suponer un desafío en determinadas aplicaciones.
Entre los ejemplos típicos de soluciones recubiertas y resistentes a la corrosión se incluyen husillos y tuercas con recubrimiento de cromo duro de capa fina, versiones de acero inoxidable para zonas en las que la higiene es crítica, como la producción de alimentos, y superficies cromadas en negro mate o plata mate para la producción de semiconductores o la industria óptica.
Acabados resistentes a la corrosión: Con recubrimiento de cromo duro de capa fina en negro y plata mate, así como en versión de acero inoxidable. (Imagen: Bosch Rexroth)
En muchas aplicaciones, el husillo hace tiempo que dejó de ser un simple elemento de transmisión. También asume funciones adicionales, como:
Un ejemplo del sector de la construcción de máquinas-herramienta son los husillos con control de temperatura. En estos, la refrigeración específica mediante taladros profundos y conductos de manguera permite controlar las influencias térmicas y aumentar la estabilidad del proceso sin espacio de instalación adicional. En el sistema patentado de control de temperatura de husillos de Bosch Rexroth, el medio refrigerante se introduce mediante un racor giratorio estacionario situado en el extremo del husillo y se conduce longitudinalmente a través del husillo. Esto permite obtener una precisión de las piezas hasta un 75% mayor desde la primera pieza.
Husillo con eje con taladro interior y racor giratorio para un control óptimo de la temperatura. (Imagen: Bosch Rexroth)
El mecanizado de los extremos de los husillos también es una modificación solicitada con frecuencia. Esto suele incluir:
Diversas opciones de mecanizado en el extremo del husillo (de izquierda a derecha): Dentado exterior con rosca interior, dentado interior con rosca exterior y chavetero interior. (Imagen: Bosch Rexroth)
Los husillos combinados tienen dos tramos, cada uno con una rosca a derecha y a izquierda y, si es necesario, también con pasos diferentes. Esto permite conseguir movimientos opuestos de apertura, cierre y sujeción con un solo accionamiento. Entre los ejemplos típicos de aplicación se incluyen la sujeción de neumáticos de automóviles en la industria del automóvil o el ajuste lateral de las horquillas en AMR (robots móviles autónomos) para manipular distintos tipos de palés en la logística interna.
Husillo combinado con roscas opuestas, unión atornillada y perno de conexión. (Imagen: Bosch Rexroth)
El potencial de adaptación que ofrecen las tuercas de husillo se suele subestimar.
Las modificaciones específicas permiten integrar funciones en el accionamiento de husillo que, de otro modo, requerirían componentes adicionales y aumentarían innecesariamente los costes de la solución. Estas incluyen:
Las tuercas de seguridad son esenciales en aplicaciones críticas para la seguridad con conjuntos de husillos de rosca de bolas de accionamiento vertical. Ya sea como solución integrada o como accesorio, evitan que la tuerca del accionamiento de husillo y los elementos fijados a ella se caigan repentinamente de forma incontrolada. Se utilizan, por ejemplo, en tecnología médica, donde actúan como mecanismo de seguridad para mantener el escáner de TC firmemente en su posición sobre el paciente.
Tuercas de seguridad (integradas y externas) para proteger contra la caída de cargas y tuercas especiales con dentado exterior. (Imagen: Bosch Rexroth)
Para altas temperaturas, en componentes de elevada dinámica o incluso en condiciones de vacío, hemos desarrollado deflectores especiales que se utilizan, por ejemplo, en la industria de los semiconductores o en la producción de vidrio.
La deflexión total permite obtener elevadas capacidades de carga mediante el aprovechamiento de toda la longitud de la tuerca, un funcionamiento silencioso y una curva de par especialmente uniforme.
Deflectores metálicos para aplicaciones en condiciones ambientales exigentes, como altas temperaturas y vacío. (Imagen: Bosch Rexroth)
Además del propio diseño estructural, el montaje es otro factor que a menudo se subestima en el desarrollo de soluciones personalizadas rentables.
Los grandes accionamientos de husillo para aplicaciones de alta exigencia, por ejemplo, en prensas servoaccionadas para el conformado de chapa, plantean grandes exigencias en cuanto al montaje y la manipulación. Además del peso pesado de los componentes individuales, también son difíciles de manejar. Por ejemplo, un cojinete con brida de 53 kg para un conjunto de husillo planetario de 75x20 debe calentarse antes del montaje y, a continuación, la tuerca ranurada debe apretarse con el par correcto. Los accionamientos de husillo premontados con cojinetes en los extremos trasladan este trabajo al fabricante. Esto se traduce en:
Solución completa con un cojinete de extremo premontado para aplicaciones de alta exigencia, como las prensas servoaccionadas. (Imagen: Bosch Rexroth)
| Requisito | Soluciones típicas | Ventajas |
|---|---|---|
| Corrosión, higiene, óptica | Recubrimientos, acero inoxidable | Procesos seguros, mayor vida útil |
| Precisión, temperatura | Husillos con control de temperatura | Procesos más estables, mayor precisión |
| Integración, movimiento | Geometrías especiales, roscas combinadas | Diseño estructural más compacto y eficiente |
| Seguridad, función | Tuercas especiales, tuercas de seguridad | Mayor seguridad operativa |
| Montaje, tiempo | Cojinetes de extremo y conjuntos premontados | Menor trabajo, menor tasa de errores |
Además de la tecnología y la funcionalidad, hay un factor que está adquiriendo una importancia cada vez mayor: el tiempo. Ya sea con recubrimiento, modificado o con cojinetes premontados, cada accionamiento de husillo personalizado debe diseñarse, fabricarse y suministrarse lo más rápidamente posible.
Las herramientas digitales, como el Selector de tecnología de movimiento lineal, ayudan a encontrar rápidamente una solución robusta sin perderse entre las distintas variantes. Permiten realizar una preselección rápida de soluciones estándar adecuadas y proporcionan datos técnicos y modelos CAD como base para planos y modificaciones específicos del cliente.
A partir de aquí, solo se necesitan unos pocos clics para enviar la solicitud de modificación al equipo de ingeniería de Rexroth, que implementará las adaptaciones específicas del cliente en colaboración con usted. El resultado es un accionamiento de husillo perfectamente adaptado basado en componentes estándar probados y validados, con la calidad contrastada de Rexroth e incluyendo documentación del proyecto con instrucciones, datos CAD 3D e información de cálculo.
Utilice el Selector de tecnología de movimiento lineal para encontrar el accionamiento de husillo adecuado y envíe directamente su solicitud de modificación al equipo de ingeniería de Rexroth.
Autor: Rainer Sauer
Cargo: Jefe de productos de accionamientos de husillo
¿Cuándo merece la pena optar por un accionamiento de husillo a medida?
Un accionamiento de husillo estándar alcanza sus límites cuando existen requisitos especiales en cuanto al entorno, la precisión, la seguridad, el espacio de instalación o la integración. Algunos ejemplos típicos son los medios agresivos, las elevadas cargas térmicas, el vacío, las geometrías de conexión especiales o las aplicaciones en las que la seguridad es crítica. En estos casos, muchos requisitos pueden satisfacerse de forma económica mediante componentes estándar modificados.
¿Qué recubrimientos están disponibles para los conjuntos de husillos de bolas y husillos planetarios?
En función de la aplicación, se utilizan cromo duro de capa fina y acero inoxidable. Mejoran la protección contra la corrosión, el comportamiento frente al desgaste, la higiene o las propiedades ópticas, por ejemplo, en la industria alimentaria y del embalaje, la tecnología médica o la producción de semiconductores.
¿Qué opciones de mecanizado de los extremos están disponibles para los accionamientos de husillo?
En función del concepto de accionamiento y de la situación de montaje, pueden solicitarse accionamientos de husillo con diferentes mecanizados en los extremos. Entre ellos se incluyen, por ejemplo, dentados interiores y exteriores, muñones de accionamiento, ejes de toma de fuerza, asientos de cojinete templados, ranuras o longitudes especiales. Estos mecanizados facilitan la integración en motores, cojinetes y estructuras de máquinas.
¿Qué tuercas especiales para accionamientos de husillo están disponibles?
Las tuercas de los husillos pueden adaptarse a diferentes requisitos funcionales y de seguridad. Algunos ejemplos típicos son las tuercas con dentado exterior para accionamientos por piñón, opciones específicas de fijación y lubricación, y tuercas de seguridad para proteger contra la caída de cargas en aplicaciones verticales. Además, los sistemas de deflexión especiales garantizan un funcionamiento suave y una curva de par uniforme para aplicaciones con elevados requisitos de precisión o procesos sensibles.
¿Con qué rapidez pueden configurarse los accionamientos de husillo específicos para el cliente?
Las herramientas digitales de ingeniería, como el Selector de tecnología de movimiento lineal y el Configurador, agilizan el proceso de selección y diseño preliminar. Las modificaciones específicas del cliente basadas en componentes estandarizados pueden implementarse considerablemente más rápido que los diseños especiales completos.
¿Por qué se controla la temperatura de los accionamientos de husillo?
Los accionamientos de husillo con control de temperatura minimizan el impacto de los efectos térmicos en la precisión. Los canales de refrigeración integrados ayudan a compensar las diferencias de temperatura y a mejorar la estabilidad del proceso, especialmente en máquinas-herramienta o procesos de mecanizado de alta precisión.
¿Qué son los husillos combinados?
Los husillos combinados tienen varios tramos roscados con diferentes sentidos de giro o pasos. Esto permite realizar movimientos opuestos o sincronizados con un solo accionamiento, por ejemplo, en mecanismos de sujeción, agarre o apertura y cierre.
