Подшипник линейного перемещения

Подшипник линейного перемещения или линейная направляющая — это подшипник, предназначенный для обеспечения свободного движения в одном направлении. Существует много различных типов подшипников линейного перемещения .

Моторизованные линейные направляющие, такие как машинные направляющие, столы XY , роликовые столы и некоторые направляющие «ласточкин хвост», представляют собой подшипники, перемещаемые приводными механизмами. Не все линейные направляющие моторизованы, а немоторизованные направляющие типа «ласточкин хвост», шарикоподшипниковые и роликовые направляющие обеспечивают линейное движение с низким коэффициентом трения для оборудования, приводимого в движение по инерции или вручную. Все линейные направляющие обеспечивают линейное движение на основе подшипников, будь то шарикоподшипники , подшипники типа «ласточкин хвост», линейные роликоподшипники , магнитные или жидкостные подшипники . В столах XY, линейных платформах , станочных направляющих и других усовершенствованных направляющих используются подшипники линейного перемещения, обеспечивающие перемещение как по нескольким осям X, так и по Y.

Подшипник качения

Подшипник качения обычно состоит из наружного кольца в форме втулки и нескольких рядов шариков, удерживаемых сепараторами. Клетки изначально изготавливались из цельного металла и были быстро заменены штамповками . Он отличается плавным движением, низким коэффициентом трения, высокой жесткостью и длительным сроком службы. Они экономичны, их легко обслуживать и заменять. Томсон Индастриз (в настоящее время принадлежит Altra Industrial Motion ) обычно отдают должное за первое производство [того, что сейчас известно как] линейный шарикоподшипник .

• Подшипники качения обычно предназначены для работы на валах из закаленной или нержавеющей стали (дорожках качения).
• Подшипники качения более жесткие, чем подшипники скольжения .
• Подшипники качения плохо справляются с загрязнениями и требуют уплотнений.
• Подшипники качения требуют смазки.

Подшипники качения изготавливаются в двух вариантах: шарикоподшипниковые и роликовые.

Направляющие на шарикоподшипниках

Шарикоподшипниковые направляющие, также называемые «шариковые направляющие», являются наиболее распространенным типом линейных направляющих. Направляющие на шарикоподшипниках обеспечивают плавное и точное движение по одноосной линейной конструкции, чему способствуют шарикоподшипники, расположенные в линейном основании, со свойствами самосмазывания, которые повышают надежность. Скользящие шарикоподшипники применяются в деликатных приборах, роботизированной сборке, краснодеревщиках, высококачественной бытовой технике и в чистых помещениях, которые в первую очередь обслуживают обрабатывающую промышленность, а также мебельную, электронную и строительную отрасли. Например, широко используемые в мебельной промышленности направляющие на шарикоподшипниках — это направляющие для выдвижных ящиков на шарикоподшипниках.

Шарикоподшипниковые направляющие , обычно изготовленные из таких материалов, как алюминий, закаленная холоднокатаная сталь и оцинкованная сталь , состоят из двух линейных рядов шарикоподшипников, содержащих четыре стержня и расположенных на разных сторонах основания, которые поддерживают каретку для плавного линейного перемещения вдоль шарикоподшипники. Это линейное движение с низким коэффициентом трения может приводиться в движение приводным механизмом, инерцией или вручную. Направляющие на шарикоподшипниках, как правило, имеют меньшую несущую способность для своего размера по сравнению с другими линейными направляющими, поскольку шарики менее устойчивы к износу и истиранию. Кроме того, ограничения на использование направляющих на шарикоподшипниках обусловлены необходимостью установки в корпус или систему привода.

Расстояние перемещения линейных шарикоподшипников с рециркуляцией ограничено только длиной их направляющей, поскольку шарики циркулируют внутри корпуса подшипника. Линейные шарикоподшипники без рециркуляции имеют шарики, установленные на кронштейне, и без рециркуляции движутся только по одной оси. Поскольку шарики не имеют рециркуляции, этот тип подшипников может обеспечить чрезвычайно плавное движение. Однако расстояние перемещения линейных шарикоподшипников без рециркуляции ограничено длиной кронштейна.

Роликовые направляющие

Роликовые направляющие, также известные как скрещенные роликовые направляющие, представляют собой линейные направляющие без электропривода, которые обеспечивают линейное движение с низким коэффициентом трения для оборудования, приводимого в движение инерцией или вручную. Роликовые направляющие основаны на линейных роликовых подшипниках, которые часто перекрещиваются, чтобы обеспечить большую грузоподъемность и лучший контроль движения. Роликовые направляющие универсальны и могут быть адаптированы для различных применений, которые обычно включают в себя чистые помещения, вакуумные среды, погрузочно-разгрузочные работы и автоматизацию в таких отраслях, как производство, фотоника, медицина и телекоммуникации.

Роликовые направляющие работают аналогично направляющим на шарикоподшипниках, за исключением того, что подшипники, расположенные внутри каретки, имеют цилиндрическую, а не шариковую форму. Ролики пересекают друг друга под углом 90° и перемещаются между четырьмя полуплоскими параллельными стержнями, окружающими ролики. Ролики расположены между обоймами подшипников с V-образными канавками, одна из которых находится на верхней каретке, а другая - на основании. Обычно корпуса подшипников изготавливаются из алюминия, а ролики — из стали.

Хотя роликовые направляющие не являются самоочищающимися, они подходят для сред с низким уровнем содержания в воздухе загрязнений, таких как грязь и пыль. Являясь одним из более дорогих типов линейных направляющих, роликовые направляющие способны обеспечивать линейное движение более чем по одной оси посредством штабелируемых направляющих и двойных кареток. Роликовые направляющие обеспечивают линейный контакт, а не точечный контакт, как в шарикоподшипниках, создавая более широкую контактную поверхность благодаря постоянству контакта между кареткой и основанием, что приводит к меньшей эрозии.

Подшипник скольжения

Основная статья: Подшипник скольжения

Подшипники скольжения по конструкции очень похожи на подшипники качения, за исключением того, что они скользят без использования шарикоподшипников. Если они имеют цилиндрическую форму, их часто называют втулками. Втулки могут быть металлическими или пластиковыми, или даже воздушными.

• Подшипники скольжения могут работать на валах из закаленной или нержавеющей стали (дорожках качения) или на твердом анодированном алюминии, мягкой стали или алюминии. Для пластиковых втулок допустимая твердость определяется конкретным типом полимера/фторполимера.
• Подшипники скольжения менее жесткие, чем подшипники качения.
• Подшипники скольжения хорошо справляются с загрязнениями и часто не требуют уплотнений/скребков.
• Подшипники скольжения обычно выдерживают более широкий температурный диапазон, чем подшипники качения.
• Подшипники скольжения (пластмассовые исполнения) не требуют ни масла, ни смазки (часто ее можно использовать для повышения эксплуатационных характеристик)

Слайды «ласточкин хвост»

Направляющие « ласточкин хвост» или направляющие «ласточкин хвост» обычно изготавливаются из чугуна, но также могут быть изготовлены из алюминия с твердым покрытием, ацеталя или нержавеющей стали. Как и любой подшипник, салазки типа «ласточкин хвост» состоят из неподвижного линейного основания и подвижной каретки. Каретка «ласточкин хвост» имеет выступающий канал в форме V или «ласточкин хвост», который фиксируется в пазе соответствующей формы линейного основания. Как только каретка «ласточкин хвост» устанавливается в канал основания, каретка фиксируется на линейной оси канала и обеспечивает свободное линейное перемещение. Когда платформа прикрепляется к каретке направляющих «ласточкин хвост», создается стол «ласточкин хвост», обеспечивающий расширенные возможности грузоподъемности.

Направляющие «ласточкин хвост» выгодно отличаются своей грузоподъемностью, доступностью и долговечностью. Способные перемещаться на большие расстояния, направляющие «ласточкин хвост» более устойчивы к ударам, чем другие подшипники, и в основном невосприимчивы к химическим загрязнениям, пыли и грязи. Направляющие «ласточкин хвост» могут быть моторизованными, механическими или электромеханическими. Электрические направляющие «ласточкин хвост» приводятся в движение рядом различных устройств, таких как шарико-винтовые передачи, ремни и тросы, которые приводятся в действие функциональными двигателями, такими как шаговые двигатели, линейные двигатели и маховики. Направляющие «ласточкин хвост» представляют собой системы прямого контакта, что делает их пригодными для работы с большими нагрузками, включая станки с ЧПУ, челночные устройства, специальные машины и устройства для удержания заготовки. Слайды типа «ласточкин хвост», в основном используемые в обрабатывающей промышленности и лабораторных исследованиях, идеально подходят для высокоточных задач.

Составные слайды

2-х и 3-х секционные составные направляющие

Слайды могут состоять из двух или нескольких разделов. Слайд с двумя секциями может выдвигаться только примерно на 3/4 от общей длины сжатого салазок. Составной слайд обычно состоит из трех секций: фиксированной, плавающей промежуточной части и секции, прикрепленной к оборудованию. Составной слайд может простираться по крайней мере до длины сжатого слайда, а обычно немного больше. В случае направляющих стойки это позволяет оборудованию полностью выдвигаться из стойки, обеспечивая доступ для обслуживания или подключения кабелей и т.п. к задней части оборудования.

Слайды для стойки

Направляющая стойки с фрикционным подшипником

Направляющие для стойки специально предназначены для установки оборудования в 19-дюймовые или 23-дюймовые стойки . Это могут быть подшипники скольжения, шарикоподшипники или роликоподшипники. Их размер соответствует размерам стоек, а на концах имеются монтажные фланцы, соответствующие монтажным отверстиям в стойках. В некоторых случаях один монтажный фланец образует направляющую стойки, а к другому концу прикреплен адаптер-кронштейн для размещения стойки разной глубины. Внешний неподвижный элемент прикрепляется к стойке, а внутренний подвижный элемент обычно привинчивается к боковой стороне установленного оборудования. Направляющие стойки обычно представляют собой составные направляющие или направляющие, состоящие из трех частей, позволяющие полностью выдвигать установленное оборудование и обычно предусматривающие возможность полного выдвижения внутреннего элемента, что позволяет снять оборудование со стойки. Они также могут иметь ограничители, предотвращающие случайное вытягивание оборудования из стойки без освобождения стопорного механизма.

Могут существовать специальные конфигурации, которые, например, можно прикрепить к оборудованию без использования винтов или закрепить в стойке соответствующей конструкции. Но базовая геометрия одинакова независимо от того, как они установлены.

Шаровые шлицы

Шариковые шлицы (шариковые шлицевые подшипники ) представляют собой особый тип подшипника линейного движения, который используется для обеспечения линейного движения практически без трения, одновременно позволяя элементу передавать крутящий момент. имеются канавки По длине вала , образующие шлицы , по которым внутри могут вращаться шарикоподшипники. Внешняя оболочка, в которой находятся шарики, называется гайкой, а не втулкой , но не является гайкой в ​​традиционном смысле — она не может свободно вращаться вокруг вала, а может свободно перемещаться вверх и вниз по валу. При перемещении вала на значительную длину гайка будет иметь каналы, обеспечивающие рециркуляцию шариков, работая так же, как шариковый винт .

За счет увеличения площади контакта шарикоподшипников с валом примерно до 45 градусов способность выдерживать боковую и прямую нагрузку значительно увеличивается. Каждая гайка может быть индивидуально предварительно нагружена на заводе, чтобы уменьшить доступный радиальный люфт и обеспечить жесткость. Этот процесс не только увеличивает площадь контакта, увеличивая возможности прямой нагрузки, но также ограничивает любое радиальное движение, увеличивая возможности радиального момента. Это создает более прочную конструкцию, способную выдерживать очень напряженные рабочие условия.

См. также

• ШВП
• Связь Сарруса
• Инструментальные пути