Când o mașină folosește rulmenți liniari cu arbore rotund,arbore liniarnu este doar o simplă tijă de oțel. Este suprafața de rulare a întregului sistem de mișcare liniară. Dacă arborele este prea moale, nu este suficient de drept, prost finisat sau nu se potrivește cu rulmentul, sistemul poate deveni zgomotos, slăbit, dificil de mutat sau se poate uza mult mai repede decât era de așteptat.
Pentru mulți cumpărători, alegând unarbore liniar pentru rulmenți liniaripare simplu la început. Ei pot verifica doar diametrul și lungimea. Dar în asamblarea unei mașini reale, rulmentul și arborele trebuie să funcționeze împreună ca un singur sistem. Puteți vizualiza DLYarbore liniaropțiuni atunci când se compară arbori solizi, arbori cromati, arbori susținuți și arbori prelucrați la comandă.
Acest articol explică cum să alegi unarbore de rulment liniardin punct de vedere ingineresc practic, incluzând tipul rulmentului, diametrul arborelui, duritatea, materialul, tratamentul suprafeței, metoda de sprijin, potrivirea rulmenților, prelucrarea la capăt și verificarea simplă a deformarii.
1. Începeți cu tipul de rulment
Înainte de a selecta arborele, confirmați mai întâi ce fel de rulment liniar va fi utilizat.
Cea mai comună structură este un rulment liniar cu arbore rotund, cum ar fi unitățile de rulment de tip LM, LME, LMF, LMK sau SCS. Acești rulmenți rulează de obicei pe un arbore liniar rotund întărit și șlefuit.
Pentru acest tip de aplicare, arborele trebuie să aibă o duritate adecvată a suprafeței, toleranță la diametru, dreptate și finisare a suprafeței. Nu este recomandată o bară rotundă normală, deoarece suprafața sa poate să nu fie suficient de dură sau suficient de precisă pentru mișcarea-lagărului pe termen lung.
Dacă rulmentul este un rulment liniar cu bile standard, arborele potrivit este de obicei un arbore liniar rotund de precizie. Dacă arborele este susținut de un suport de aluminiu pe toată lungimea, acesta devine un sistem de arbore liniar susținut, adesea folosit împreună cu rulmenți liniari de tip deschis.
Deci, atunci când alegeți rulmenți și arbori liniari, prima întrebare ar trebui să fie:ce tip de rulment va rula pe acest arbore?Aceasta decide dacă arborele ar trebui să fie un arbore rotund solid, un arbore susținut, un arbore tubular, un arbore cromat, un arbore din oțel inoxidabil sau un arbore prelucrat la comandă.
2. Alegeți diametrul corect al arborelui
Diametrul arborelui este parametrul cel mai de bază, dar nu poate fi selectat doar privind spațiul sau prețul.
Un diametru mai mare oferă de obicei o rigiditate mai bună și o deformare mai mică. Un diametru mai mic este mai ușor și mai ieftin, dar se poate îndoi mai ușor sub sarcină. Dacă arborele se îndoaie în timpul funcționării, rulmentul liniar poate să nu alunece lin, chiar dacă rulmentul în sine este bun.
Diametrele comune ale arborelui rulmentului liniar includ 8mm, 10mm, 12mm, 16mm, 20mm, 25mm, 30mm, 40mm, 50mm și dimensiuni mai mari. Pentru echipamentele ușoare, dispozitivele mici de automatizare, imprimantele 3D, instrumentele de măsură și mecanismele mici de alunecare, sunt adesea folosiți arbori de la 8 mm până la 16 mm. Pentru mașinile de automatizare cu sarcină medie-, echipamentele de ambalare, mașinile pentru prelucrarea lemnului și sistemele industriale generale de mișcare, arborii de la 20 mm până la 30 mm sunt mai frecvente.
Pentru sarcini mai grele sau distanțe de deplasare mai lungi, de obicei sunt necesare diametre mai mari ale arborelui. Când lungimea cursei este mare, deviația arborelui devine mai importantă. În acest caz, alegerea numai prin diametrul interior al rulmentului nu este suficientă. Sarcina, distanța dintre suporturi, direcția de instalare și precizia necesară trebuie luate în considerare.
Formula simplă de referință pentru deformarea arborelui:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=deformare a arborelui, F=sarcină, L=deschidere de sprijin, E=modul elastic, I=moment de inerție și d=diametrul arborelui. Aceasta înseamnă că deformarea arborelui crește rapid atunci când intervalul de sprijin devine mai lung. De asemenea, înseamnă că rigiditatea arborelui se îmbunătățește foarte mult când diametrul arborelui crește.
| Gama de diametre a arborelui | Aplicație comună | Notă de selecție |
|---|---|---|
| 8 mm - 16mm | Dispozitive mici de automatizare, imprimante 3D, instrumente de măsură și mecanisme de alunecare luminoasă | Potrivit pentru sarcini ușoare și cursă scurtă |
| 20 mm - 30mm | Echipamente de ambalare, mașini pentru prelucrarea lemnului și sisteme industriale generale de mișcare | Gamă comună pentru sistemele de rulmenți liniari cu sarcină medie- |
| 40 mm și mai sus | Deplasare lungă, sarcină mai grea și structuri de ghidare mari | Verificați cu atenție deformarea arborelui; poate fi necesar un arbore susținut |
3. Potriviți diametrul arborelui cu alezajul rulmentului
Rulmenții de arbore liniar sunt fabricați pentru diametre specifice de arbore. De exemplu, un rulment LM20UU este proiectat pentru un arbore de 20 mm. Un rulment LM25UU este proiectat pentru un arbore de 25 mm.
Arborele și rulmentul trebuie să se potrivească corect. Dacă arborele este prea mic, rulmentul poate avea joc, vibrații sau mișcare instabilă. Dacă arborele este prea mare, rulmentul poate deveni strâns, zgomotos sau dificil de mișcat.
Pentru rulmenții liniari cu arbore rotund standard, diametrul arborelui trebuie să respecte intervalul de toleranță recomandat de producătorul rulmentului. În cele mai multe cazuri, este necesar un arbore întărit cu precizie cu toleranță controlată la diametru. Acesta este motivul pentru care rulmenții liniari și arborii ar trebui să fie selectați împreună, în loc să fie tratați ca două părți neînrudite.
4. Verificați duritatea arborelui
Duritatea este unul dintre cei mai importanți factori pentru un arbore de rulment liniar.
Rulmenții liniari cu bile au bile care se rostogolesc de-a lungul suprafeței arborelui. Dacă suprafața arborelui este prea moale, bilele pot lăsa urme, pot crea urme de uzură sau pot deteriora suprafața arborelui după mișcări repetate. Odată ce suprafața arborelui este deteriorată, mișcarea va deveni aspră și zgomotoasă.
Pentru aplicațiile standard de mișcare liniară, arborii liniari căliți sunt utilizați în mod obișnuit. Duritatea suprafeței este adesea în jurul valorii de HRC 58-62, în funcție de material și procesul de producție.
Un arbore întărit și șlefuit oferă o rezistență mai bună la uzură și o durată de viață mai lungă. Este deosebit de important pentru mișcare continuă, operare de-înaltă frecvență sau aplicații cu sarcină mai mare. Pentru echipamente industriale, mașini de automatizare, sisteme legate de CNC-și ansamblu de mașini de export, un arbore de rulment liniar întărit corespunzător este de obicei alegerea mai sigură.
5. Acordați atenție finisării suprafeței
Suprafața arborelui este calea de rulare pentru rulmentul liniar. O suprafață aspră va crește frecarea, zgomotul și uzura rulmenților.
Un sistem bun de lagăre a arborelui liniar trebuie să aibă o suprafață netedă a arborelui. Arborele trebuie să fie șlefuit sau prelucrat fin pentru a asigura un contact stabil cu bilele rulmentului.
Dacă suprafața nu este suficient de netedă, rulmentul se poate mișca în continuare, dar mișcarea nu se va simți curată. În funcționarea reală a mașinii, aceasta poate apărea ca vibrații, zgomot, alunecare neuniformă sau pierderi mai rapide de lubrifiere.
Pentru cumpărătorii care compară diferiți furnizori de arbori, finisarea suprafeței este adesea unul dintre detaliile care arată diferența reală de calitate. Doi arbori pot arăta similar în fotografii, dar senzația lor de funcționare și durata de viață pot fi foarte diferite după asamblare.
6. Luați în considerare rectitudinea pentru arbori lungi
Pentru arbori liniari lungi, dreptatea este foarte importantă.
Un arbore scurt poate funcționa bine chiar și cu o abatere mică. Dar pentru arbori lungi, chiar și o ușoară îndoire poate afecta mișcarea. Rulmentul se poate simți strâns în unele poziții și slăbit în alte poziții. În unele cazuri, mașina poate avea nevoie de forță suplimentară pentru a se deplasa pe întreaga cursă.
Acest lucru este obișnuit mai ales atunci când arborele este utilizat în echipamente de călătorie lungă, mașini de tăiat, cadre de automatizare, mese glisante sau structuri de ghidare mari.
Dacă lungimea arborelui este lungă, cumpărătorii ar trebui să confirme cerința de dreptate cu furnizorul. De asemenea, ar trebui să ia în considerare metoda de ambalare și expediere, deoarece arborii lungi pot fi deteriorați sau îndoiți în timpul transportului dacă nu sunt ambalate corespunzător. Pentru curse foarte lungi sau aplicații cu sarcini grele, arborii liniari susținuți pot fi mai buni decât arborii complet nesuportați.
7. Decideți între arborele nesusținut și arborele susținut
Există două moduri comune de a utiliza arbori liniari rotunji.
Primul este un arbore nesprijinit. Se fixeaza la ambele capete sau se monteaza cu suporturi de arbore. Această structură este simplă și utilizată pe scară largă în aplicații cu sarcini ușoare și medii-. Cu toate acestea, atunci când arborele este lung sau sarcina este grea, acesta se poate îndoi în mijloc.
Al doilea este un arbore liniar susținut. Arborele rotund este montat pe o șină de sprijin din aluminiu pe toată lungimea sa. Această structură oferă un suport mai bun și reduce deformarea. Este adesea folosit cu rulmenți liniari de tip deschis sau blocuri de rulmenți SBR/TBR.
Dacă mașina are o cursă scurtă și o sarcină ușoară, un arbore nesuportat poate fi suficient. Dacă mașina are o cursă mai lungă, o sarcină mai mare sau are nevoie de o stabilitate mai bună, un sistem de arbore susținut este de obicei mai potrivit.
| Metoda de susținere a arborelui | Tip de rulment potrivit | Stare potrivită |
|---|---|---|
| Arbore liniar rotund nesusținut | Rulmenti liniari de tip LM, LME, LMF, LMK, SCS | Cursa scurta, sarcina usoara spre medie si structura simpla |
| Arbore liniar sprijinit | Rulmenți liniari de tip deschis, blocuri de rulmenți SBR sau TBR | Cursa mai lungă, sarcină mai mare și cerințe mai bune de rigiditate |
| Ghidaj liniar cu profil | Bloc de ghidaj liniar potrivit | Precizie mai mare, rigiditate mai mare sau sarcină mai mare |
Acesta este un punct important atunci când alegeți rulmenți liniari cu arbore rotund. Tipul de rulment, metoda de susținere a arborelui și direcția sarcinii trebuie să se potrivească.
8. Alegeți materialul potrivit și tratamentul de suprafață
Cel mai comun material pentru un arbore de rulment liniar este oțelul cu conținut ridicat de carbon sau oțelul cu carbon mediu cu tratament de întărire a suprafeței. Acest tip de arbore oferă duritate bună, rezistență la uzură și performanță de cost.
Pentru mașinile normale de interior, arborii standard din oțel călit sunt utilizați pe scară largă. Pentru mediile umede, mașinile alimentare, echipamentele medicale, mașinile de ambalat sau mașinile expuse la umiditate, pot fi luate în considerare arbori liniari din oțel inoxidabil.
Pentru aplicațiile care necesită o protecție mai bună împotriva ruginii, se pot folosi și arbori liniari cromati. Placarea cromată îmbunătățește rezistența la coroziune și durabilitatea suprafeței. Este potrivit pentru unele medii în care arborii obișnuiți pot rugini mai ușor.
| Opțiunea arborelui | Caracteristică duritate / suprafață | Utilizare recomandată |
|---|---|---|
| Arbore liniar călit GCr15 | Duritate mare a suprafeței și rezistență bună la uzură | Rulmenți liniari standard, echipamente de automatizare și mișcare continuă |
| C45 arbore liniar | Prelucrabilitate bună și performanță de cost | Mașini industriale generale și sisteme de ghidare economice |
| Arbore liniar cromat | O mai bună protecție împotriva ruginii și durabilitate a suprafeței | Ateliere umede sau aplicații care necesită o rezistență mai bună la coroziune |
| Arbore liniar din oțel inoxidabil | Rezistență mai bună la coroziune; duritatea depinde de grad și tratament | Echipament alimentar, medical, umed sau special |
Materialul nu trebuie selectat numai după preț. Ar trebui să se potrivească cu mediul de lucru, starea de lubrifiere, sarcina și durata de viață estimată.
9. Gândiți-vă la direcția încărcării și la instalare
Arborii lagărelor liniari sunt adesea utilizați în sistemele de mișcare orizontală, structurile verticale de ridicare sau mișcarea înclinată.
În instalarea orizontală, principala preocupare este deformarea arborelui sub greutatea pieselor mobile. În instalarea verticală, arborele poate fi folosit în principal pentru ghidare, în timp ce o altă componentă, cum ar fi un șurub cu bile, șurub, cilindru sau actuator asigură forța de antrenare.
La unele mașini, doi arbori paraleli sunt utilizați împreună. În acest caz, alinierea dintre cei doi arbori devine foarte importantă. Dacă cei doi arbori nu sunt paraleli, rulmenții liniari se pot lega în timpul mișcării.
Multe probleme ale rulmentului nu sunt cauzate de rulmentul în sine. Acestea sunt cauzate de nealinierea arborelui, suprafața slabă de montare, suportul arborelui greșit sau instalarea neuniformă. Deci, atunci când alegeți rulmenți și arbori liniari, metoda de instalare trebuie luată în considerare de la început.
10. Luați în considerare lubrifierea și întreținerea
Chiar dacă arborele și rulmentul sunt selectate corect, lubrifierea este totuși necesară.
Rulmenții liniari au nevoie de lubrifiere pentru a reduce frecarea, zgomotul și uzura. O suprafață uscată a arborelui poate provoca mișcări bruște și poate scurta durata de viață atât a rulmentului, cât și a arborelui.
Pentru aplicații normale, se poate folosi grăsime sau ulei lubrifiant adecvat. Metoda exactă de lubrifiere depinde de structura rulmentului, viteza, mediul de lucru și obiceiurile de întreținere.
În mediile cu praf, arborele trebuie, de asemenea, protejat de contaminare. Praful, așchiile și particulele dure pot pătrunde în rulment și zgâria suprafața arborelui. Dacă mașina funcționează într-un mediu aspru, pot fi necesare etanșări, capace sau curățare regulată.
11. Nu ignorați prelucrarea capătului arborelui
Mulți arbori liniari necesită prelucrare la capăt înainte de instalare. Acestea pot include tăierea la lungime, găurirea, filetarea, teșirea, prelucrarea canelurilor, caneluri inelare de reținere sau trepte de capăt personalizate.
Dacă arborele este achiziționat doar ca lungime standard brută, cumpărătorul poate fi nevoit să-l proceseze din nou înainte de asamblare.
Pentru constructorii de mașini, prelucrarea personalizată a arborelui poate economisi timp și poate reduce problemele de instalare. De asemenea, vă ajută să vă asigurați că arborele se potrivește cu structura actuală a mașinii.
Când trimiteți o întrebare, este util să furnizați un desen sau să explicați lungimea necesară, dimensiunea găurii, dimensiunea filetului, metoda de montare și cerințele de toleranță. Un furnizor cu capacitate de producție și prelucrare a arborilor poate oferi de obicei o soluție mai completă în loc să vândă doar bare standard.
12. Verificați mediul de lucru
Mediul de lucru afectează selecția arborelui. Un arbore utilizat într-o mașină de interior curată nu se confruntă cu aceleași condiții ca un arbore utilizat într-un atelier umed, o mașină de tăiat praf sau o linie de automatizare de-înaltă frecvență.
- Pentru o mașină de interior curată, un arbore de rulment liniar standard întărit și șlefuit poate fi suficient.
- Pentru un atelier umed sau o zonă de coastă, prevenirea ruginii devine mai importantă.
- Pentru mașinile cu praf, cum ar fi echipamentele pentru prelucrarea lemnului sau mașinile de tăiat, trebuie luată în considerare protecția împotriva contaminării.
- Pentru echipamentele de automatizare de înaltă{0}frecvență, rezistența la uzură și lubrifierea devin mai importante.
- Pentru alimente, echipamente medicale sau speciale, poate fi necesar oțel inoxidabil sau materiale rezistente la{0}}coroziune.
Același rulment de arbore liniar poate funcționa foarte diferit în medii diferite. Acesta este motivul pentru care este mai bine să alegeți arborele pe baza aplicației reale, în loc să selectați doar cea mai ieftină opțiune.
13. Greșeli frecvente la alegerea rulmenților și arborilor liniari
O greșeală comună este utilizarea unei tije de oțel normală în locul unui arbore liniar întărit. Poate funcționa la început, dar suprafața se poate uza rapid.
O altă greșeală este alegerea unui arbore care este prea mic pentru o cursă lungă. Arborele se poate îndoi, provocând vibrații sau mișcări inegale.
Unii cumpărători verifică doar modelul rulmentului și ignoră toleranța arborelui. Acest lucru poate duce la o asamblare slăbită sau strânsă.
O altă problemă comună este alinierea slabă între doi arbori paraleli. Chiar și rulmenții și arborii liniari de-înaltă calitate nu pot funcționa fără probleme dacă instalația nu este paralelă.
Unii utilizatori uită și de protecția împotriva ruginii. Dacă arborele este depozitat într-un loc umed sau atins cu mâna fără protecție, pot apărea pete de rugină pe suprafață. Aceste pete pot deteriora rulmentul în timpul mișcării.
14. Ghid practic de selecție
Atunci când aleg un arbore liniar pentru rulmenți liniari, cumpărătorii pot urma un proces simplu de selecție:
- Mai întâi, confirmați tipul și dimensiunea rulmentului.
- În al doilea rând, alegeți diametrul corect al arborelui în funcție de alezajul rulmentului, sarcina și lungimea cursei.
- În al treilea rând, verificați dacă deformarea arborelui este acceptabilă pentru deschiderea suportului.
- În al patrulea rând, decideți dacă arborele ar trebui să fie nesprijinit sau susținut.
- În al cincilea rând, confirmați duritatea necesară, finisarea suprafeței, dreptatea și toleranța.
- În al șaselea rând, alegeți materialul și tratamentul de suprafață în funcție de mediul de lucru.
- În al șaptelea rând, verificați dacă este necesară prelucrarea finală.
- În cele din urmă, luați în considerare lubrifierea, precizia instalării și întreținerea pe termen lung-.
Acest proces îi ajută pe cumpărători să evite să aleagă doar după diametru și preț. De asemenea, face ca arborele, rulmentul, structura suport și starea reală a mașinii să funcționeze împreună mai fiabil.
15. Când ar trebui să utilizați un sistem de rulment liniar cu arbore rotund?
Rulmenții liniari cu arbore rotund sunt utilizați pe scară largă deoarece sunt simpli, economici și ușor de instalat.
Sunt potrivite pentru echipamente de automatizare, mașini de ambalare, dispozitive de măsurare, mașini de imprimat, echipamente CNC mici, imprimante 3D, uși glisante, sisteme de ghidare ușoare-și multe alte aplicații de mișcare liniară.
În comparație cu ghidajele liniare cu profil, sistemele cu arbore rotund sunt adesea mai ușor de montat și mai flexibile pentru structurile simple. Cu toate acestea, pentru aplicații de foarte mare precizie, rigiditate ridicată sau sarcini grele, ghidajele liniare profilate pot fi o alegere mai bună.
Concluzie
Alegerea unui arbore de rulment liniar nu înseamnă doar găsirea unei bare rotunde cu diametrul potrivit. Arborele este suprafața de rulare a rulmentului liniar, astfel încât diametrul, duritatea, finisarea suprafeței, rectitudinea, toleranța, materialul, tratamentul suprafeței și metoda de sprijin afectează toate performanța finală.
Pentru un sistem de mișcare liniară stabil, rulmenții și arborii trebuie selectați împreună. Rulmentul, arborele, structura de susținere, metoda de instalare, lubrifierea și mediul de lucru ar trebui să se potrivească cu aplicația reală.
Dacă aveți nevoie de arbori de rulment liniari pentru echipamente de automatizare, construcție de mașini, înlocuire sau achiziționare în lot, este mai bine să furnizați modelul rulmentului, diametrul arborelui, lungimea necesară, starea de încărcare, metoda de suport și mediul de lucru. Acest lucru ajută furnizorul să recomande o soluție adecvată pentru arborele rulmentului liniar pentru mașina dvs.
Aveți nevoie de ajutor pentru a alege un arbore liniar pentru sistemul dumneavoastră de rulmenți?
Trimiteți-ne modelul rulmentului, diametrul arborelui, lungimea, starea de încărcare și mediul de lucru pentru confirmare tehnică.
