Głowice przegubowe sferyczne łączą tłoczysko siłownika z napędzanym mechanizmem, umożliwiając wychylenie kątowe w połączeniu. Dobór zaczyna się od gwintu tłoczyska, wymiarów otworu pod sworzeń i wymaganej swobody ruchu, a kończy sprawdzeniem obciążeń oraz geometrii całego układu. Sam pasujący gwint nie potwierdza, że głowica będzie odpowiednia do danej maszyny. Przegub sferyczny nie zastępuje prowadzenia obciążenia ani elementu kompensującego przesunięcie boczne osi.

Jak dobrać gwint i wymiary głowicy?

Gwint wewnętrzny głowicy musi odpowiadać gwintowi zewnętrznemu na końcu tłoczyska: średnicą nominalną, skokiem i kierunkiem. Średnica gładkiej części tłoczyska oraz średnica tłoka są innymi wymiarami. Oznaczenie wielkości siłownika pomaga odnaleźć osprzęt, lecz przy wymianie trzeba porównać rysunki obu elementów. Szczególnie ważny jest pełny zapis gwintu drobnozwojnego, ponieważ pominięcie skoku może prowadzić do zamówienia niewłaściwej części.

Przykładem z oferty Pneumatig jest głowica C-D-025 z gwintem M10 × 1,25. Z kolei C-D-040 ma gwint M12 × 1,25. C-D-040 ma otwór o średnicy 12 mm, a jego gwint jest wewnętrzny i prawoskrętny. Te dane odnoszą się do C-D-040; nie określają wymiarów C-D-025. Są to dwa różne przyłącza gwintowane. Wybór jednego z nich wymaga jeszcze dopasowania połączenia sworzniowego i potwierdzenia parametrów pracy; sam kod nie określa dopuszczalnej siły w konkretnej aplikacji.

Po stronie mechanizmu porównaj średnicę otworu w pierścieniu wewnętrznym, jego szerokość, przestrzeń pomiędzy podporami i sposób zabezpieczenia sworznia. Sprawdź również odległość osi otworu od końca gwintu oraz długość wkręcenia. Zmiana długości głowicy zmienia położenie punktu zaczepienia przy tym samym wysunięciu tłoczyska. W istniejącej maszynie może to zmienić położenia końcowe dźwigni, dlatego zamiana wymaga czegoś więcej niż dopasowania średnicy otworu.

Przegub sferyczny czy głowica widełkowa?

W głowicy widełkowej połączenie ze sworzniem umożliwia obrót wokół jego osi. Jest to rozwiązanie do ruchu w jednej płaszczyźnie, jeśli geometria mocowania nie wymaga dodatkowego wychylenia. Łożysko sferyczne pozwala natomiast zmienić kąt pomiędzy współpracującymi elementami w granicach przewidzianych dla danego wykonania. Tę różnicę należy uwzględnić przy doborze końcówki do dźwigni lub mechanizmu zmieniającego ustawienie w trakcie ruchu.

Obie końcówki wymagają właściwego podparcia siłownika. Jeżeli punkt zaczepienia porusza się po łuku, trzeba sprawdzić także możliwość ruchu korpusu. Przegub na tłoczysku nie zapewnia samodzielnie poprawnej kinematyki całego napędu. Pozostałe mocowania i akcesoria do siłowników pozwalają dobrać sposób zamocowania drugiego końca oraz rozróżnić końcówkę tłoczyska od uchwytu korpusu.

Wychylenie kątowe a przesunięcie boczne

Wychylenie oznacza zmianę wzajemnego kąta elementów połączenia. Przesunięcie boczne występuje wtedy, gdy osie pozostają równoległe, ale są od siebie odsunięte. Nie są to równoważne sytuacje. Gdy siłownik ze sztywno zamocowanym korpusem napędza zewnętrznie prowadzony wózek, sama głowica sferyczna nie daje swobodnego przesuwu poprzecznego pomiędzy osiami. Należy sprawdzić ustawienie napędu, prowadnicy i rodzaj połączenia kompensacyjnego.

Dopuszczalny kąt odczytaj z dokumentacji wybranej głowicy. Nie przyjmuj jednego zakresu dla wszystkich rozmiarów. Oceń położenie przegubu przy wsuniętym i wysuniętym tłoczysku oraz pomiędzy tymi punktami. Podpora, nakrętka lub sąsiednia część mechanizmu mogą ograniczyć ruch wcześniej niż samo łożysko. Swobodny montaż w jednym położeniu nie dowodzi, że połączenie zachowa wymagany zakres podczas całego cyklu.

Nośność statyczna, ruch i obciążenia cykliczne

Nośność statyczna i dynamiczna nie są zamiennymi określeniami jednej granicznej siły. Pierwsza dotyczy warunków bez względnego ruchu powierzchni łożyska, natomiast druga służy do oceny pracy z ruchem i trwałości według metody producenta. Trzeba uwzględnić również wytrzymałość korpusu głowicy. Dopuszczalnego obciążenia nie ustala się przez wybranie większej z dwóch liczb.

Do sprawdzenia przegubu potrzebne są wartość i kierunek siły, jej zmiany w cyklu, częstotliwość oraz zakres ruchu kątowego. Należy uwzględnić obciążenia przy rozpędzaniu i zatrzymywaniu mechanizmu. Obciążenie wzdłuż osi trzpienia głowicy i obciążenie działające poprzecznie nie są równoważne. Przegub nie jest amortyzatorem; sposób rozproszenia energii zatrzymywanego obciążenia trzeba dobrać osobno.

Montaż, kontrola luzu i obsługa

Przed montażem ustal długość wkręcenia, sposób kontrowania i zabezpieczenia sworznia zgodnie z dokumentacją części. Mocowanie nie może blokować przewidzianego ruchu przegubu. Po wymianie należy sprawdzić położenia końcowe, kolizje i płynność pracy w całym skoku, według procedury uruchomienia maszyny. Powiększający się luz, nierówny ruch lub ślady kontaktu obudowy z podporą wymagają ustalenia przyczyny, a nie tylko ponownego dokręcenia połączenia.

Sposób smarowania zależy od wykonania łożyska. Nie należy automatycznie smarować każdej głowicy ani przyjmować, że każda jest bezobsługowa. C-D-040 jest opisany w karcie jako wykonanie ze smarownicą. Przed zastosowaniem ustal właściwy środek smarny i częstotliwość obsługi dla warunków maszyny; sama obecność smarownicy nie określa tych wymagań. Przy innym modelu sprawdź jego własną dokumentację, uwzględniając zanieczyszczenia, temperaturę i kontakt z wodą lub substancjami chemicznymi. Olej podawany do sprężonego powietrza nie jest metodą obsługi zewnętrznego przegubu mechanicznego.

Jakie dane przygotować do zamówienia?

Przy doborze głowicy w Pneumatig podaj kod siłownika, pełne oznaczenie gwintu tłoczyska, średnicę sworznia i wymiary istniejącego mocowania. Dodaj rysunek lub zdjęcia mechanizmu w położeniach końcowych, wymagane wychylenie, siłę, częstotliwość cykli i warunki otoczenia. Jeżeli brakuje nośności lub dopuszczalnego kąta wybranego wykonania, prześlij te dane przez kontakt z Pneumatig, aby ustalić właściwy wariant przed zakupem. Przy wymianie zachowaj także oznaczenie starej części; podobny wygląd nie potwierdza jej zamienności.