Ko stroj uporablja linearne ležaje okrogle gredi, jelinearna gredni le preprosta jeklena palica. Je tekalna površina celotnega sistema linearnega gibanja. Če je gred premehka, premalo ravna, slabo obdelana ali se ne ujema z ležajem, lahko sistem postane hrupen, ohlapen, ga je težko premikati ali pa se obrabi veliko hitreje, kot je bilo pričakovano.
Za mnoge kupce je izbira alinearna gred za linearne ležajesprva se zdi preprosto. Preverijo lahko le premer in dolžino. Toda pri resničnem sestavljanju stroja morata ležaj in gred delovati skupaj kot en sistem. Ogledate si lahko DLYlinearna gredmožnosti pri primerjavi polnih gredi, kromiranih gredi, podprtih gredi in strojno obdelanih gredi po meri.
Ta članek pojasnjuje, kako izbrati alinearna ležajna greds praktičnega inženirskega vidika, vključno z vrsto ležaja, premerom gredi, trdoto, materialom, površinsko obdelavo, načinom podpore, ujemanjem ležaja, končno obdelavo in preprostim preverjanjem upogiba.
1. Začnite s tipom ležaja
Preden izberete gred, najprej potrdite, kakšen linearni ležaj boste uporabili.
Najpogostejša struktura je linearni ležaj okrogle gredi, kot so ležajne enote tipa LM, LME, LMF, LMK ali SCS. Ti ležaji običajno delujejo na kaljeni in brušeni okrogli linearni gredi.
Za to vrsto uporabe mora imeti gred primerno površinsko trdoto, toleranco premera, ravnost in površinsko obdelavo. Običajna okrogla palica ni priporočljiva, ker njena površina morda ni dovolj trda ali dovolj natančna za-dolgotrajno premikanje ležaja.
Če je ležaj standardni linearni kroglični ležaj, je ustrezna gred običajno natančna okrogla linearna gred. Če je gred po vsej dolžini podprta z aluminijastim nosilcem, postane podprt sistem linearne gredi, ki se pogosto uporablja skupaj z linearnimi ležaji odprtega tipa.
Pri izbiri linearnih ležajev in gredi bi moralo biti prvo vprašanje:kateri tip ležaja bo deloval na tej gredi?To določa, ali naj bo gred polna okrogla gred, podprta gred, votla gred, kromirana gred, gred iz nerjavečega jekla ali strojno obdelana gred po meri.
2. Izberite pravilen premer gredi
Premer gredi je najosnovnejši parameter, vendar ga ni mogoče izbrati samo glede na prostor ali ceno.
Večji premer običajno zagotavlja boljšo togost in manjši upogib. Manjši premer je lažji in cenejši, vendar se lahko lažje upogne pod obremenitvijo. Če se gred med delovanjem upogne, linearni ležaj morda ne bo drsel gladko, tudi če je sam ležaj dober.
Običajni premeri linearnih ležajnih gredi vključujejo 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm in večje velikosti. Za lahko opremo, majhne naprave za avtomatizacijo, 3D tiskalnike, merilne instrumente in majhne drsne mehanizme se pogosto uporabljajo gredi od 8 do 16 mm. Za srednje{14}}avtomatizirane stroje, opremo za pakiranje, lesnoobdelovalne stroje in splošne industrijske gibalne sisteme so pogostejše gredi od 20 do 30 mm.
Pri večjih obremenitvah ali daljši poti so običajno potrebni večji premeri gredi. Ko je dolžina potovanja velika, postane upogibanje gredi pomembnejše. V tem primeru izbira le po notranjem premeru ležaja ni dovolj. Upoštevati je treba obremenitev, razdaljo med nosilci, smer namestitve in zahtevano natančnost.
Preprosta referenčna formula za upogib gredi:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=upogib gredi, F=obremenitev, L=razpon podpore, E=modul elastičnosti, I=vztrajnostni moment in d=premer gredi. To pomeni, da se upogibanje gredi hitro poveča, ko se podporni razpon podaljša. Pomeni tudi, da se togost gredi močno izboljša, ko se premer gredi poveča.
| Razpon premera gredi | Skupna aplikacija | Opomba o izbiri |
|---|---|---|
| 8 mm - 16 mm | Male naprave za avtomatizacijo, 3D tiskalniki, merilni instrumenti in lahki drsni mehanizmi | Primeren za majhne obremenitve in kratek hod |
| 20 mm - 30 mm | Pakirna oprema, lesnoobdelovalni stroji in splošni industrijski gibalni sistemi | Skupni obseg za srednje{0}}linearne ležajne sisteme |
| 40 mm in več | Dolga pot, večja obremenitev in velike vodilne strukture | Previdno preverite upogib gredi; morda bo potrebna podprta gred |
3. Uskladite premer gredi z izvrtino ležaja
Ležaji linearne gredi so izdelani za določene premere gredi. Na primer, ležaj LM20UU je zasnovan za gred 20 mm. Ležaj LM25UU je zasnovan za gred 25 mm.
Gred in ležaj se morata pravilno ujemati. Če je gred premajhna, ima lahko ležaj zračnost, vibracije ali nestabilno gibanje. Če je gred prevelika, lahko ležaj postane tesen, hrupen ali ga je težko premikati.
Pri standardnih linearnih ležajih z okroglo gredjo mora premer gredi slediti razponu tolerance, ki ga priporoča proizvajalec ležaja. V večini primerov je potrebna natančno kaljena gred z nadzorovano toleranco premera. Zato je treba linearne ležaje in gredi izbrati skupaj, namesto da bi jih obravnavali kot dva nepovezana dela.
4. Preverite trdoto gredi
Trdota je eden najpomembnejših dejavnikov za linearno ležajno gred.
Linearni kroglični ležaji imajo kroglice, ki se kotalijo po površini gredi. Če je površina gredi premehka, lahko kroglice po večkratnem premikanju puščajo sledi, obrabne sledi ali poškodujejo površino gredi. Ko je površina gredi poškodovana, bo gibanje postalo grobo in hrupno.
Za standardne aplikacije linearnega gibanja se običajno uporabljajo kaljene linearne gredi. Površinska trdota je pogosto okoli HRC 58-62, odvisno od materiala in proizvodnega procesa.
Kaljena in brušena gred zagotavlja boljšo odpornost proti obrabi in daljšo življenjsko dobo. To je še posebej pomembno za neprekinjeno gibanje, visoko-frekvenčno delovanje ali aplikacije z večjo obremenitvijo. Za industrijsko opremo, stroje za avtomatizacijo, CNC-povezane sisteme in izvozne sestave strojev je običajno varnejša izbira pravilno kaljena linearna ležajna gred.
5. Bodite pozorni na površinsko obdelavo
Površina gredi je tekalna pot za linearni ležaj. Groba površina bo povečala trenje, hrup in obrabo ležajev.
Dober linearni ležajni sistem gredi mora imeti gladko površino gredi. Gred mora biti brušena ali fino obdelana, da zagotovi stabilen stik z ležajnimi kroglicami.
Če površina ni dovolj gladka, se lahko ležaj še vedno premika, vendar premikanje ne bo čisto. Pri dejanskem delovanju stroja se to lahko kaže kot vibracije, hrup, neenakomerno drsenje ali hitrejša izguba mazanja.
Za kupce, ki primerjajo različne dobavitelje gredi, je površinska obdelava pogosto ena od podrobnosti, ki kaže resnično razliko v kakovosti. Dve gredi sta lahko na fotografijah videti podobni, vendar se lahko njun občutek delovanja in življenjska doba po montaži zelo razlikujeta.
6. Upoštevajte naravnost za dolge gredi
Za dolge linearne gredi je ravnost zelo pomembna.
Kratka gred lahko deluje dobro tudi z majhnim odstopanjem. Toda pri dolgih gredi lahko celo rahel upogib vpliva na gibanje. Ležaj se lahko v nekaterih položajih počuti tesno, v drugih pa ohlapno. V nekaterih primerih stroj morda potrebuje dodatno silo za premikanje skozi polni hod.
To je še posebej pogosto, ko se gred uporablja v opremi za dolge vožnje, rezalnih strojih, avtomatskih okvirih, drsnih mizah ali velikih vodilnih strukturah.
Če je dolžina gredi dolga, morajo kupci pri dobavitelju potrditi zahtevo po ravnosti. Upoštevati morajo tudi način pakiranja in pošiljanja, saj se lahko dolge gredi med prevozom poškodujejo ali upognejo, če niso pravilno zapakirane. Za zelo dolge vožnje ali aplikacije z veliko obremenitvijo so lahko podprte linearne gredi boljše od popolnoma nepodprtih gredi.
7. Odločite se med nepodprto in podprto gredjo
Obstajata dva pogosta načina uporabe okroglih linearnih gredi.
Prvi je nepodprta gred. Pritrjen je na obeh koncih ali nameščen z nosilci gredi. Ta struktura je preprosta in se pogosto uporablja v lahkih in srednje{2}}nalogah. Če pa je gred dolga ali je breme težko, se lahko upogne na sredini.
Drugi je podprta linearna gred. Okrogla gred je vzdolž celotne dolžine nameščena na aluminijasto nosilno tirnico. Ta struktura zagotavlja boljšo oporo in zmanjšuje upogibanje. Pogosto se uporablja z linearnimi ležaji odprtega tipa ali ležajnimi bloki SBR/TBR.
Če ima stroj kratek hod in majhno obremenitev, je morda dovolj nepodprta gred. Če ima stroj daljši hod, večjo obremenitev ali potrebuje boljšo stabilnost, je običajno primernejši sistem podprte gredi.
| Metoda podpore gredi | Ustrezen tip ležaja | Primerno stanje |
|---|---|---|
| Nepodprta okrogla linearna gred | Linearni ležaji tipa LM, LME, LMF, LMK, SCS | Kratek hod, lahka do srednja obremenitev in preprosta struktura |
| Podprta linearna gred | Linearni ležaji odprtega tipa, ležajni bloki SBR ali TBR | Zahteva se daljši hod, večja obremenitev in boljša togost |
| Profilno linearno vodilo | Ustrezen linearni vodilni blok | Večja natančnost, večja togost ali večja obremenitev |
To je pomembna točka pri izbiri linearnih ležajev okrogle gredi. Vrsta ležaja, način podpore gredi in smer obremenitve se morajo ujemati.
8. Izberite pravi material in površinsko obdelavo
Najpogostejši material za linearno ležajno gred je visokoogljično ležajno jeklo ali srednjeogljično jeklo s površinsko utrjeno obdelavo. Ta vrsta gredi zagotavlja dobro trdoto, odpornost proti obrabi in stroškovno učinkovitost.
Za običajne notranje stroje se pogosto uporabljajo standardne gredi iz kaljenega jekla. Za vlažna okolja, prehrambene stroje, medicinsko opremo, pakirne stroje ali stroje, ki so izpostavljeni vlagi, lahko pridejo v poštev linearne gredi iz nerjavečega jekla.
Za aplikacije, ki potrebujejo boljšo zaščito pred rjo, se lahko uporabljajo tudi kromirane linearne gredi. Kromiranje izboljša odpornost proti koroziji in vzdržljivost površine. Primeren je za nekatera okolja, kjer navadne gredi lažje rjavijo.
| Možnost gredi | Trdota / značilnost površine | Priporočena uporaba |
|---|---|---|
| GCr15 kaljena linearna gred | Visoka površinska trdota in dobra odpornost proti obrabi | Standardni linearni ležaji, oprema za avtomatizacijo in neprekinjeno gibanje |
| C45 linearna gred | Dobra obdelovalnost in stroškovna učinkovitost | Splošni industrijski stroji in ekonomični vodilni sistemi |
| Kromirana linearna gred | Boljša zaščita pred rjo in vzdržljivost površine | Vlažne delavnice ali aplikacije, ki potrebujejo večjo odpornost proti koroziji |
| Linearna gred iz nerjavečega jekla | Boljša odpornost proti koroziji; trdota je odvisna od stopnje in obdelave | Hrana, medicinska, vlažna ali posebna oprema |
Material ne sme biti izbran samo po ceni. Ujemati mora z delovnim okoljem, stanjem mazanja, obremenitvijo in pričakovano življenjsko dobo.
9. Razmislite o smeri obremenitve in namestitvi
Linearne ležajne gredi se pogosto uporabljajo v sistemih vodoravnega gibanja, navpičnih dvižnih strukturah ali nagnjenem gibanju.
Pri vodoravni namestitvi je glavni problem upogibanje gredi pod težo gibljivih delov. Pri navpični namestitvi se lahko gred uporablja predvsem za vodenje, medtem ko druga komponenta, kot je kroglični vijak, vodilni vijak, valj ali aktuator, zagotavlja pogonsko silo.
V nekaterih strojih se skupaj uporabljata dve vzporedni gredi. V tem primeru postane poravnava med obema gredma zelo pomembna. Če obe gredi nista vzporedni, se lahko linearni ležaji med premikanjem zataknejo.
Številnih težav z ležaji ne povzroči sam ležaj. Povzročajo jih neporavnanost gredi, slaba montažna površina, napačna podpora gredi ali neenakomerna namestitev. Zato je treba pri izbiri ležajev linearne gredi in gredi že od začetka upoštevati način namestitve.
10. Razmislite o mazanju in vzdrževanju
Tudi če sta gred in ležaj pravilno izbrana, je mazanje še vedno potrebno.
Linearni ležaji potrebujejo mazanje za zmanjšanje trenja, hrupa in obrabe. Suha površina gredi lahko povzroči grobo gibanje in skrajša življenjsko dobo tako ležaja kot gredi.
Za običajno uporabo lahko uporabite mast ali primerno mazalno olje. Natančna metoda mazanja je odvisna od strukture ležaja, hitrosti, delovnega okolja in vzdrževalnih navad.
V prašnem okolju je treba tudi gred zaščititi pred kontaminacijo. Prah, ostružki in trdi delci lahko pridejo v ležaj in opraskajo površino gredi. Če stroj deluje v težkem okolju, bodo morda potrebna tesnila, pokrovi ali redno čiščenje.
11. Ne prezrite obdelave koncev gredi
Številne linearne gredi potrebujejo končno obdelavo pred namestitvijo. To lahko vključuje rezanje na določeno dolžino, vrtanje, narezovanje, posnemanje robov, strojno obdelavo utorov za ključe, utore za držalne obroče ali končne stopnice po meri.
Če je gred kupljena le kot neobdelana standardna dolžina, jo bo kupec morda vseeno moral znova obdelati pred montažo.
Izdelovalcem strojev lahko strojna obdelava gredi po meri prihrani čas in zmanjša težave pri namestitvi. Prav tako pomaga zagotoviti, da se gred prilega dejanski strukturi stroja.
Pri pošiljanju povpraševanja je koristno predložiti risbo ali pojasniti zahtevano dolžino, velikost luknje, velikost navoja, način montaže in zahtevano toleranco. Dobavitelj z zmogljivostjo proizvodnje gredi in strojne obdelave lahko običajno zagotovi popolnejšo rešitev namesto samo prodaje standardnih palic.
12. Preverite delovno okolje
Delovno okolje vpliva na izbiro gredi. Gred, ki se uporablja v čistem notranjem stroju, ni v enakih pogojih kot gred, ki se uporablja v vlažni delavnici, prašnem rezalnem stroju ali visoko{1}}frekvenčni avtomatski liniji.
- Za čist notranji stroj morda zadostuje standardna kaljena in brušena linearna ležajna gred.
- Za vlažno delavnico ali obalno območje postane preprečevanje rje pomembnejše.
- Za prašne stroje, kot so oprema za obdelavo lesa ali rezalni stroji, je treba razmisliti o zaščiti pred kontaminacijo.
- Za visoko{0}}frekvenčno opremo za avtomatizacijo postaneta odpornost proti obrabi in mazanje pomembnejši.
- Za hrano, medicinsko ali posebno opremo bo morda potrebno nerjavno jeklo ali korozijsko-odporen material.
Isti ležaj linearne gredi lahko deluje zelo različno v različnih okoljih. Zato je bolje izbrati gred na podlagi dejanske uporabe, namesto da izberete samo najcenejšo možnost.
13. Pogoste napake pri izbiri linearnih ležajev in gredi
Ena pogosta napaka je uporaba navadne jeklene palice namesto kaljene linearne gredi. Na začetku lahko deluje, vendar se lahko površina hitro obrabi.
Druga napaka je izbira gredi, ki je premajhna za dolg hod. Gred se lahko upogne, kar povzroči tresenje ali neenakomerno gibanje.
Nekateri kupci preverijo le model ležaja in ne upoštevajo tolerance gredi. To lahko povzroči ohlapno ali tesno montažo.
Druga pogosta težava je slaba poravnava med dvema vzporednima gredema. Tudi visoko{1}}kakovostni linearni ležaji in gredi ne morejo delovati gladko, če namestitev ni vzporedna.
Nekateri uporabniki pozabijo tudi na zaščito pred rjo. Če gred shranjujete na vlažnem mestu ali se je dotikate z roko brez zaščite, se lahko na površini pojavijo madeži rje. Te lise lahko med premikanjem poškodujejo ležaj.
14. Praktični vodnik za izbiro
Pri izbiri linearne gredi za linearne ležaje lahko kupci sledijo preprostemu izbirnemu postopku:
- Najprej potrdite vrsto in velikost ležaja.
- Drugič, izberite pravilen premer gredi glede na izvrtino ležaja, obremenitev in dolžino hoda.
- Tretjič, preverite, ali je upogibanje gredi sprejemljivo za podporni razpon.
- Četrtič, odločite se, ali naj bo gred nepodprta ali podprta.
- Petič, potrdite zahtevano trdoto, površinsko obdelavo, ravnost in toleranco.
- Šestič, izberite material in površinsko obdelavo glede na delovno okolje.
- Sedmič, preverite, ali je potrebna končna obdelava.
- Nazadnje razmislite o mazanju, natančnosti namestitve in dolgoročnem-vzdrževanju.
Ta postopek pomaga kupcem, da se izognejo izbiri le po premeru in ceni. Prav tako poskrbi, da gred, ležaj, podporna struktura in dejansko stanje stroja delujejo bolj zanesljivo.
15. Kdaj naj uporabite sistem linearnih ležajev z okroglo gredjo?
Linearni ležaji okrogle gredi se pogosto uporabljajo, ker so enostavni, ekonomični in enostavni za namestitev.
Primerni so za opremo za avtomatizacijo, pakirne stroje, merilne naprave, tiskarske stroje, majhno CNC opremo, 3D-tiskalnike, drsna vrata, svetlobne-sisteme vodenja in številne druge aplikacije linearnega gibanja.
V primerjavi s profilnimi linearnimi vodili so sistemi okroglih gredi pogosto lažji za montažo in bolj prilagodljivi za preproste strukture. Vendar pa so lahko profilna linearna vodila boljša izbira za aplikacije z zelo visoko natančnostjo, visoko togostjo ali velikimi obremenitvami.
Zaključek
Pri izbiri gredi z linearnim ležajem ne gre le za iskanje okrogle palice s pravim premerom. Gred je tekalna površina linearnega ležaja, zato njen premer, trdota, površinska obdelava, ravnost, toleranca, material, površinska obdelava in način podpore vplivajo na končno zmogljivost.
Za stabilen sistem linearnega gibanja je treba linearne ležaje in gredi izbrati skupaj. Ležaj, gred, podporna struktura, način namestitve, mazanje in delovno okolje morajo ustrezati resnični uporabi.
Če potrebujete linearne ležajne gredi za opremo za avtomatizacijo, gradnjo strojev, nadomestne ali serijske nakupe, je bolje zagotoviti model ležaja, premer gredi, zahtevano dolžino, stanje obremenitve, način podpore in delovno okolje. To pomaga dobavitelju, da priporoči ustrezno rešitev linearne ležajne gredi za vaš stroj.
Potrebujete pomoč pri izbiri linearne gredi za vaš ležajni sistem?
Za tehnično potrditev nam pošljite model ležaja, premer gredi, dolžino, stanje obremenitve in delovno okolje.
