Quan una màquina utilitza coixinets lineals d'eix rodó, eleix linealno és només una simple vareta d'acer. És la superfície de funcionament de tot el sistema de moviment lineal. Si l'eix és massa tou, no és prou recte, està mal acabat o no coincideix amb el coixinet, el sistema pot fer-se sorollós, solt, difícil de moure o desgastar-se molt més ràpidament del que s'esperava.
Per a molts compradors, triar aeix lineal per a coixinets linealssembla senzill al principi. Només poden comprovar el diàmetre i la longitud. Però en el muntatge de la màquina real, el coixinet i l'eix han de treballar junts com un sol sistema. Podeu veure el DLYeix linealopcions en comparar eixos sòlids, eixos cromats, eixos suportats i eixos mecanitzats a mida.
En aquest article s'explica com triar uneix de coixinet linealdes d'un punt de vista pràctic de l'enginyeria, inclòs el tipus de coixinet, el diàmetre de l'eix, la duresa, el material, el tractament de la superfície, el mètode de suport, l'adaptació de coixinets, el mecanitzat final i la comprovació simple de la deflexió.
1. Comenceu amb el tipus de rodament
Abans de seleccionar l'eix, primer confirmeu quin tipus de coixinet lineal s'utilitzarà.
L'estructura més comuna és un coixinet lineal d'eix rodó, com les unitats de coixinets tipus LM, LME, LMF, LMK o SCS. Aquests coixinets solen funcionar sobre un eix lineal rodó endurit i rectificat.
Per a aquest tipus d'aplicació, l'eix ha de tenir una duresa superficial, tolerància al diàmetre, rectitud i acabat superficial adequats. No es recomana una barra rodona normal, perquè pot ser que la seva superfície no sigui prou dura o precisa per al moviment del coixinet a llarg termini-.
Si el coixinet és un coixinet de boles lineal estàndard, l'eix coincident sol ser un eix lineal rodó de precisió. Si l'eix està suportat per un suport d'alumini al llarg de tota la seva longitud, es converteix en un sistema d'eix lineal suportat, sovint utilitzat juntament amb coixinets lineals de tipus obert.
Així, quan escolliu coixinets i eixos lineals, la primera pregunta hauria de ser:Quin tipus de coixinet funcionarà en aquest eix?Això decideix si l'eix ha de ser un eix rodó sòlid, un eix suportat, un eix buit, un eix cromat, un eix d'acer inoxidable o un eix mecanitzat a mida.
2. Trieu el diàmetre de l'eix correcte
El diàmetre de l'eix és el paràmetre més bàsic, però no es pot seleccionar només mirant l'espai o el preu.
Un diàmetre més gran normalment proporciona una millor rigidesa i una menor deflexió. Un diàmetre més petit és més lleuger i més barat, però pot doblegar-se més fàcilment sota càrrega. Si l'eix es doblega durant el funcionament, és possible que el coixinet lineal no llisqui sense problemes, fins i tot si el coixinet en si és bo.
Els diàmetres de l'eix del coixinet lineal habituals inclouen 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm i mides més grans. Sovint s'utilitzen eixos de 8 mm a 16 mm per a equips lleugers, petits dispositius d'automatització, impressores 3D, instruments de mesura i petits mecanismes de lliscament. Per a màquines d'automatització de servei mitjà-, equips d'embalatge, màquines per a treballar la fusta i sistemes de moviment industrial generals, els eixos de 20 a 30 mm són més habituals.
Per a càrregues més pesades o una distància de recorregut més llarga, normalment es requereixen diàmetres d'eix més grans. Quan la longitud del viatge és llarga, la desviació de l'eix esdevé més important. En aquest cas, triar només amb el diàmetre interior del coixinet no és suficient. S'ha de tenir en compte la càrrega, la distància entre suports, la direcció d'instal·lació i la precisió requerida.
Fórmula de referència senzilla per a la deflexió de l'eix:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=deflexió de l'eix, F=càrrega, L=amplitud de suport, E=mòdul elàstic, I=moment d'inèrcia i d=diàmetre de l'eix. Això significa que la deflexió de l'eix augmenta ràpidament quan la distància de suport es fa més llarga. També significa que la rigidesa de l'eix millora molt quan augmenta el diàmetre de l'eix.
| Interval de diàmetres de l'eix | Aplicació comuna | Nota de selecció |
|---|---|---|
| 8 mm - 16mm | Petits dispositius d'automatització, impressores 3D, instruments de mesura i mecanismes de lliscament lleuger | Apte per a càrrega lleugera i carrera curta |
| 20 mm - 30mm | Equips d'embalatge, màquines per a la fusta i sistemes de moviment industrial general | Interval comú per a sistemes de coixinets lineals de servei mitjà- |
| 40 mm i més | Viatges llargs, càrrega més pesada i grans estructures de guia | Comproveu acuradament la flexió de l'eix; pot ser necessari un eix recolzat |
3. Relacioneu el diàmetre de l'eix amb el forat del coixinet
Els coixinets d'eix lineal estan fets per a diàmetres d'eix específics. Per exemple, un coixinet LM20UU està dissenyat per a un eix de 20 mm. Un coixinet LM25UU està dissenyat per a un eix de 25 mm.
L'eix i el coixinet han de coincidir correctament. Si l'eix és massa petit, el coixinet pot tenir joc, vibració o moviment inestable. Si l'eix és massa gran, el coixinet pot tornar-se ajustat, sorollós o difícil de moure.
Per als coixinets lineals d'eix rodó estàndard, el diàmetre de l'eix ha de seguir el rang de tolerància recomanat pel fabricant del coixinet. En la majoria dels casos, es requereix un eix endurit de precisió amb tolerància controlada del diàmetre. És per això que els coixinets i els eixos lineals s'han de seleccionar junts en lloc de tractar-se com dues parts no relacionades.
4. Comproveu la duresa de l'eix
La duresa és un dels factors més importants per a un eix de coixinet lineal.
Els coixinets de boles lineals tenen boles rodant al llarg de la superfície de l'eix. Si la superfície de l'eix és massa tova, les boles poden deixar marques, crear petjades de desgast o danyar la superfície de l'eix després de moviments repetits. Un cop danyada la superfície de l'eix, el moviment es tornarà dur i sorollós.
Per a aplicacions de moviment lineal estàndard, s'utilitzen habitualment eixos lineals endurits. La duresa de la superfície és sovint al voltant de HRC 58-62, depenent del material i del procés de producció.
Un eix endurit i rectificat proporciona una millor resistència al desgast i una vida útil més llarga. És especialment important per a moviments continus, operacions d'alta-freqüència o aplicacions amb més càrrega. Per a equips industrials, màquines d'automatització, sistemes relacionats amb CNC-i muntatge de màquines d'exportació, un eix de coixinet lineal endurit adequat sol ser l'opció més segura.
5. Preste atenció a l'acabat superficial
La superfície de l'eix és la pista per al coixinet lineal. Una superfície rugosa augmentarà la fricció, el soroll i el desgast dels coixinets.
Un bon sistema de coixinets d'eix lineal ha de tenir una superfície llisa de l'eix. L'eix s'ha de rectificar o processar finament per proporcionar un contacte estable amb les boles del coixinet.
Si la superfície no és prou llisa, el coixinet encara es pot moure, però el moviment no es sentirà net. En el funcionament real de la màquina, això pot aparèixer com a vibració, soroll, lliscament desigual o pèrdua de lubricació més ràpida.
Per als compradors que comparen diferents proveïdors d'eix, l'acabat superficial és sovint un dels detalls que mostra la diferència de qualitat real. Dos eixos poden semblar similars a les fotos, però la seva sensació de funcionament i la seva vida útil poden ser molt diferents després del muntatge.
6. Considereu la rectitud per a eixos llargs
Per a eixos lineals llargs, la rectitud és molt important.
Un eix curt pot funcionar bé fins i tot amb una petita desviació. Però per als eixos llargs, fins i tot una lleugera flexió pot afectar el moviment. El coixinet pot sentir-se ajustat en algunes posicions i solt en altres posicions. En alguns casos, la màquina pot necessitar força addicional per moure's durant tota la carrera.
Això és especialment comú quan l'eix s'utilitza en equips de llarg recorregut, màquines de tall, marcs d'automatització, taules corredisses o grans estructures de guia.
Si la longitud de l'eix és llarga, els compradors haurien de confirmar el requisit de rectitud amb el proveïdor. També haurien de considerar el mètode d'embalatge i enviament, ja que els eixos llargs es poden danyar o doblegar durant el transport si no s'embalen correctament. Per a aplicacions de recorregut molt llarg o de càrrega pesada, els eixos lineals suportats poden ser millors que els eixos totalment sense suport.
7. Decidiu entre un eix sense suport i un eix recolzat
Hi ha dues maneres habituals d'utilitzar eixos lineals rodons.
El primer és un eix sense suport. Es fixa als dos extrems o es munta amb suports d'eix. Aquesta estructura és senzilla i s'utilitza àmpliament en aplicacions de càrrega lleugera i mitjana-. Tanmateix, quan l'eix és llarg o la càrrega és pesada, es pot doblegar al mig.
El segon és un eix lineal recolzat. L'eix rodó està muntat sobre un rail de suport d'alumini al llarg de tota la seva longitud. Aquesta estructura proporciona un millor suport i redueix la deflexió. Sovint s'utilitza amb coixinets lineals de tipus obert o blocs de coixinets SBR/TBR.
Si la màquina té una carrera curta i una càrrega lleugera, pot ser suficient un eix sense suport. Si la màquina té una carrera més llarga, una càrrega més pesada o necessita una millor estabilitat, sol ser més adequat un sistema d'eix recolzat.
| Mètode de suport de l'eix | Tipus de rodament coincidents | Condició adequada |
|---|---|---|
| Eix lineal rodó sense suport | Coixinets lineals tipus LM, LME, LMF, LMK, SCS | Carrera curta, càrrega lleugera a mitjana i estructura senzilla |
| Eix lineal recolzat | Coixinets lineals de tipus obert, blocs de coixinets SBR o TBR | Carrera més llarga, major càrrega i millor requisit de rigidesa |
| Guia lineal de perfil | Bloc de guia lineal coincident | Més precisió, major rigidesa o càrrega més pesada |
Aquest és un punt important a l'hora de seleccionar coixinets lineals d'eix rodó. El tipus de coixinet, el mètode de suport de l'eix i la direcció de càrrega han de coincidir entre si.
8. Trieu el material i el tractament superficial adequats
El material més comú per a un eix de coixinet lineal és l'acer d'alt carboni o l'acer de carboni mitjà amb tractament d'enduriment superficial. Aquest tipus d'eix proporciona una bona duresa, resistència al desgast i un rendiment econòmic.
Per a la maquinària d'interior normal, s'utilitzen àmpliament eixos d'acer endurit estàndard. Per a entorns humits, maquinària d'alimentació, equips mèdics, màquines d'envasament o màquines exposades a la humitat, es poden considerar eixos lineals d'acer inoxidable.
Per a aplicacions que necessiten una millor protecció contra l'òxid, també es poden utilitzar eixos lineals cromats. El cromat millora la resistència a la corrosió i la durabilitat de la superfície. És adequat per a alguns entorns on els eixos normals poden oxidar-se més fàcilment.
| Opció d'eix | Característica de duresa / superfície | Ús recomanat |
|---|---|---|
| Eix lineal endurit GCr15 | Alta duresa superficial i bona resistència al desgast | Coixinets lineals estàndard, equips d'automatització i moviment continu |
| Eix lineal C45 | Bona mecanització i rendiment de costos | Maquinària industrial general i sistemes de guia econòmics |
| Eix lineal cromat | Millor protecció contra l'òxid i durabilitat superficial | Tallers humits o aplicacions que necessiten una millor resistència a la corrosió |
| Eix lineal d'acer inoxidable | Millor resistència a la corrosió; La duresa depèn del grau i del tractament | Equipament alimentari, mèdic, humit o especial |
El material no s'ha de seleccionar només pel preu. Ha de coincidir amb l'entorn de treball, les condicions de lubricació, la càrrega i la vida útil esperada.
9. Penseu en la direcció de la càrrega i la instal·lació
Els eixos de coixinets lineals s'utilitzen sovint en sistemes de moviment horitzontal, estructures d'elevació verticals o moviment inclinat.
En instal·lació horitzontal, la principal preocupació és la deflexió de l'eix sota el pes de les peces mòbils. En instal·lació vertical, l'eix es pot utilitzar principalment per guiar-se, mentre que un altre component com un cargol de boles, un cargol de plom, un cilindre o un actuador proporciona la força motriu.
En algunes màquines, s'utilitzen dos eixos paral·lels junts. En aquest cas, l'alineació entre els dos eixos esdevé molt important. Si els dos eixos no són paral·lels, els coixinets lineals es poden unir durant el moviment.
Molts problemes de coixinets no són causats pel propi coixinet. Són causats per una desalineació de l'eix, una superfície de muntatge deficient, un suport incorrecte de l'eix o una instal·lació desigual. Per tant, quan escolliu coixinets i eixos d'eix lineal, s'ha de tenir en compte el mètode d'instal·lació des del principi.
10. Considereu la lubricació i el manteniment
Fins i tot si l'eix i el coixinet es seleccionen correctament, la lubricació encara és necessària.
Els coixinets lineals necessiten lubricació per reduir la fricció, el soroll i el desgast. Una superfície de l'eix seca pot provocar un moviment brusc i escurçar la vida útil tant del coixinet com de l'eix.
Per a aplicacions normals, es pot utilitzar greix o oli lubricant adequat. El mètode de lubricació exacte depèn de l'estructura del coixinet, la velocitat, l'entorn de treball i els hàbits de manteniment.
En entorns polsosos, l'eix també s'ha de protegir de la contaminació. La pols, les estelles i les partícules dures poden entrar al coixinet i ratllar la superfície de l'eix. Si la màquina funciona en un entorn dur, és possible que siguin necessàries segells, cobertes o neteja regular.
11. No ignoreu el mecanitzat dels extrems de l'eix
Molts eixos lineals necessiten mecanitzat final abans de la instal·lació. Això pot incloure tall a la llargada, perforació, roscat, xamfranat, mecanitzat de clavegueram, ranures d'anell de retenció o passos finals personalitzats.
Si l'eix només es compra com a longitud estàndard en brut, és possible que el comprador encara hagi de processar-lo de nou abans del muntatge.
Per als constructors de màquines, el mecanitzat d'eix personalitzat pot estalviar temps i reduir els problemes d'instal·lació. També ajuda a assegurar-se que l'eix s'ajusta a l'estructura real de la màquina.
Quan envieu una consulta, és útil proporcionar un dibuix o explicar la longitud requerida, la mida del forat, la mida del fil, el mètode de muntatge i el requisit de tolerància. Un proveïdor amb capacitat de producció i mecanitzat d'eixos normalment pot oferir una solució més completa en lloc de vendre només barres estàndard.
12. Comproveu l'entorn de treball
L'entorn de treball afecta la selecció de l'eix. Un eix utilitzat en una màquina d'interior neta no s'enfronta a les mateixes condicions que un eix utilitzat en un taller humit, una màquina de tall amb pols o una línia d'automatització d'alta-freqüència.
- Per a una màquina interior neta, un eix de coixinet lineal endurit i rectificat pot ser suficient.
- Per a un taller humit o una zona costanera, la prevenció de l'òxid esdevé més important.
- Per a màquines amb pols, com ara equips per a la fusta o màquines de tall, s'ha de considerar la protecció contra la contaminació.
- Per als equips d'automatització d'-alta freqüència, la resistència al desgast i la lubricació són més importants.
- Per a aliments, equips mèdics o especials, pot ser necessari acer inoxidable o material resistent a la corrosió{0}}.
El mateix coixinet d'eix lineal pot funcionar de manera molt diferent en diferents entorns. Per això, és millor triar l'eix en funció de l'aplicació real en lloc de seleccionar només l'opció més barata.
13. Errors comuns a l'hora d'escollir coixinets i eixos lineals
Un error comú és utilitzar una vareta d'acer normal en lloc d'un eix lineal endurit. Pot ser que funcioni al principi, però la superfície es pot desgastar ràpidament.
Un altre error és triar un eix massa petit per a una carrera llarga. L'eix es pot doblegar, provocant vibracions o moviments desiguals.
Alguns compradors només comproven el model de coixinets i ignoren la tolerància de l'eix. Això pot provocar un muntatge solt o ajustat.
Un altre problema comú és la mala alineació entre dos eixos paral·lels. Fins i tot els coixinets i eixos lineals d'-alta qualitat no poden funcionar sense problemes si la instal·lació no és paral·lela.
Alguns usuaris també obliden la protecció contra l'òxid. Si l'eix s'emmagatzema en un lloc humit o es toca amb la mà sense protecció, poden aparèixer taques d'òxid a la superfície. Aquestes taques poden danyar el coixinet durant el moviment.
14. Guia pràctica de selecció
Quan escolliu un eix lineal per a coixinets lineals, els compradors poden seguir un procés de selecció senzill:
- Primer, confirmeu el tipus i la mida del coixinet.
- En segon lloc, trieu el diàmetre de l'eix correcte segons el forat del coixinet, la càrrega i la longitud del recorregut.
- En tercer lloc, comproveu si la deflexió de l'eix és acceptable per a l'amplitud de suport.
- En quart lloc, decidiu si l'eix ha de ser sense suport o recolzat.
- En cinquè lloc, confirmeu la duresa, l'acabat superficial, la rectitud i la tolerància requerits.
- Sisè, trieu el material i el tractament de la superfície en funció de l'entorn de treball.
- En setè, comproveu si es necessita mecanitzat final.
- Finalment, tingueu en compte la lubricació, la precisió de la instal·lació i el manteniment-a llarg termini.
Aquest procés ajuda als compradors a evitar triar només per diàmetre i preu. També fa que l'eix, el coixinet, l'estructura de suport i l'estat real de la màquina funcionin junts de manera més fiable.
15. Quan s'ha d'utilitzar un sistema de coixinets lineals d'eix rodó?
Els coixinets lineals d'eix rodó s'utilitzen àmpliament perquè són senzills, econòmics i fàcils d'instal·lar.
Són adequats per a equips d'automatització, màquines d'envasat, dispositius de mesura, màquines d'impressió, petits equips CNC, impressores 3D, portes corredisses, sistemes de guia de treball lleuger-i moltes altres aplicacions de moviment lineal.
En comparació amb les guies lineals de perfil, els sistemes d'eix rodó solen ser més fàcils de muntar i més flexibles per a estructures senzilles. Tanmateix, per a aplicacions de molt alta precisió, alta rigidesa o càrrega pesada, les guies lineals de perfil poden ser una millor opció.
Conclusió
Escollir un eix de coixinet lineal no és només trobar una barra rodona amb el diàmetre adequat. L'eix és la superfície de funcionament del coixinet lineal, de manera que el seu diàmetre, duresa, acabat superficial, rectitud, tolerància, material, tractament superficial i mètode de suport afecten el rendiment final.
Per a un sistema de moviment lineal estable, els coixinets i els eixos lineals s'han de seleccionar junts. El coixinet, l'eix, l'estructura de suport, el mètode d'instal·lació, la lubricació i l'entorn de treball han de coincidir amb l'aplicació real.
Si necessiteu eixos de coixinets lineals per a equips d'automatització, construcció de màquines, substitució o compra per lots, és millor proporcionar el model de coixinets, el diàmetre de l'eix, la longitud necessària, les condicions de càrrega, el mètode de suport i l'entorn de treball. Això ajuda el proveïdor a recomanar una solució d'eix de coixinet lineal adequada per a la vostra màquina.
Necessites ajuda per seleccionar un eix lineal per al teu sistema de coixinets?
Envieu-nos el model de coixinet, el diàmetre de l'eix, la longitud, l'estat de càrrega i l'entorn de treball per a la confirmació tècnica.
