Как да изберем линеен вал за линейни лагери

Когато машината използва линейни лагери с кръгъл вал,линеен валне е просто обикновен стоманен прът. Това е повърхността на движение на цялата система за линейно движение. Ако валът е твърде мек, недостатъчно прав, лошо завършен или не съответства на лагера, системата може да стане шумна, разхлабена, трудна за движение или да се износи много по-бързо от очакваното.

За много купувачи, избирайки aлинеен вал за линейни лагериизглежда просто на пръв поглед. Те могат да проверят само диаметъра и дължината. Но при реално машинно сглобяване лагерът и валът трябва да работят заедно като една система. Можете да видите DLYлинеен валопции при сравняване на плътни валове, хромирани валове, поддържани валове и специално обработени валове.

Тази статия обяснява как да изберете aлинеен лагерен валот практическа инженерна гледна точка, включително тип лагер, диаметър на вала, твърдост, материал, повърхностна обработка, метод на опора, съвпадение на лагера, обработка на края и проста проверка на деформацията.

1. Започнете с типа на лагера

Преди да изберете вала, първо потвърдете какъв вид линеен лагер ще използвате.

Най-често срещаната структура е линеен лагер с кръгъл вал, като лагерни възли тип LM, LME, LMF, LMK или SCS. Тези лагери обикновено се движат върху закален и шлифован кръгъл линеен вал.

За този тип приложение валът трябва да има подходяща твърдост на повърхността, толеранс на диаметъра, праволинейност и покритие на повърхността. Не се препоръчва нормална кръгла щанга, тъй като повърхността й може да не е достатъчно твърда или точна за дългосрочно-движение на лагера.

Ако лагерът е стандартен линеен сачмен лагер, съответстващият вал обикновено е прецизен кръгъл линеен вал. Ако валът се поддържа от алуминиева опора по цялата дължина, той се превръща в система с поддържан линеен вал, често използвана заедно с линейни лагери от отворен тип.

Така че, когато избирате линейни лагери и валове, първият въпрос трябва да бъде:какъв тип лагер ще работи на този вал?Това решава дали валът трябва да бъде масивен кръгъл вал, поддържан вал, кух вал, хромиран вал, вал от неръждаема стомана или персонализиран вал.

2. Изберете правилния диаметър на вала

Диаметърът на вала е най-основният параметър, но не може да се избира само според пространството или цената.

По-големият диаметър обикновено осигурява по-добра твърдост и по-ниска деформация. По-малък диаметър е по-лек и по-евтин, но може да се огъне по-лесно при натоварване. Ако валът се огъне по време на работа, линейният лагер може да не се плъзга гладко, дори ако самият лагер е добър.

Общите диаметри на валовете на линейните лагери включват 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm и по-големи размери. За леко оборудване, малки устройства за автоматизация, 3D принтери, измервателни инструменти и малки плъзгащи се механизми често се използват валове от 8 mm до 16 mm. За средни{14}}машини за автоматизация, опаковъчно оборудване, дървообработващи машини и общи промишлени системи за движение по-често се използват валове от 20 mm до 30 mm.

За по-тежки товари или по-дълго разстояние на движение обикновено са необходими по-големи диаметри на вала. Когато дължината на движение е голяма, деформацията на вала става по-важна. В този случай изборът само по вътрешния диаметър на лагера не е достатъчен. Трябва да се вземат предвид натоварването, разстоянието между опорите, посоката на монтаж и необходимата точност.

Диапазон на диаметъра на вала	Общо приложение	Бележка за избор
8 мм - 16 мм	Малки устройства за автоматизация, 3D принтери, измервателни уреди и леки плъзгащи механизми	Подходящ за леко натоварване и къс ход
20 мм - 30 мм	Опаковъчно оборудване, дървообработващи машини и общи индустриални системи за движение	Обща гама за средно{0}}натоварени линейни лагерни системи
40 mm и повече	Дълъг ход, по-голям товар и големи направляващи структури	Проверете внимателно деформацията на вала; може да е необходим поддържан вал

3. Съпоставете диаметъра на вала с отвора на лагера

Линейните лагери на валовете са направени за специфични диаметри на валовете. Например, лагер LM20UU е проектиран за 20 mm вал. Лагер LM25UU е предназначен за 25 mm вал.

Валът и лагерът трябва да съвпадат правилно. Ако валът е твърде малък, лагерът може да има хлабина, вибрации или нестабилно движение. Ако валът е твърде голям, лагерът може да стане стегнат, шумен или труден за движение.

За стандартните линейни лагери с кръгъл вал диаметърът на вала трябва да следва препоръчания диапазон на толеранс на производителя на лагера. В повечето случаи се изисква прецизно закален вал с контролиран толеранс на диаметъра. Ето защо линейните лагери и валовете трябва да се избират заедно, вместо да се третират като две несвързани части.

4. Проверете твърдостта на вала

Твърдостта е един от най-важните фактори за линеен лагерен вал.

Линейните сачмени лагери имат топки, търкалящи се по повърхността на вала. Ако повърхността на вала е твърде мека, топките могат да оставят следи, да създадат следи от износване или да повредят повърхността на вала след многократно движение. След като повърхността на вала се повреди, движението ще стане грубо и шумно.

За приложения със стандартно линейно движение обикновено се използват закалени линейни валове. Твърдостта на повърхността често е около HRC 58-62, в зависимост от материала и производствения процес.

Закаленият и шлифован вал осигурява по-добра устойчивост на износване и по-дълъг експлоатационен живот. Това е особено важно за непрекъснато движение, работа с висока-честота или приложения с по-голямо натоварване. За промишлено оборудване, машини за автоматизация, системи, свързани с ЦПУ-и машинно сглобяване за износ, подходящо закален линеен лагерен вал обикновено е по-безопасният избор.

5. Обърнете внимание на покритието на повърхността

Повърхността на вала е каналът за линейния лагер. Грапавата повърхност ще увеличи триенето, шума и износването на лагерите.

Добрата лагерна система за линеен вал трябва да има гладка повърхност на вала. Валът трябва да бъде шлифован или фино обработен, за да осигури стабилен контакт със сачмите на лагера.

Ако повърхността не е достатъчно гладка, лагерът все още може да се движи, но движението няма да се усеща чисто. При реална работа на машината това може да се прояви като вибрация, шум, неравномерно плъзгане или по-бърза загуба на смазка.

За купувачите, които сравняват различни доставчици на валове, повърхностното покритие често е един от детайлите, които показват истинската разлика в качеството. Два вала може да изглеждат подобни на снимките, но тяхното усещане за движение и експлоатационен живот могат да бъдат много различни след сглобяването.

6. Помислете за изправеност за дълги валове

За дългите линейни валове правотата е много важна.

Късият вал може да работи добре дори при малко отклонение. Но при дългите валове дори леко огъване може да повлияе на движението. Лагерът може да се чувства стегнат в някои позиции и разхлабен в други позиции. В някои случаи машината може да се нуждае от допълнителна сила, за да премине през пълния ход.

Това е особено често, когато валът се използва в оборудване за дълъг ход, машини за рязане, рамки за автоматизация, плъзгащи се маси или големи направляващи структури.

Ако дължината на вала е дълга, купувачите трябва да потвърдят изискването за праволинейност с доставчика. Те също трябва да вземат предвид метода на опаковане и транспортиране, тъй като дългите валове могат да бъдат повредени или огънати по време на транспортиране, ако не са опаковани правилно. За приложения с много дълги пътувания или тежки товари поддържаните линейни валове може да са по-добри от напълно неподдържаните валове.

7. Решете между неподдържан вал и поддържан вал

Има два често срещани начина за използване на кръгли линейни валове.

Първият е неподдържан вал. Фиксира се в двата края или се монтира с опори на вала. Тази структура е проста и широко използвана в леки и средни-приложения. Въпреки това, когато валът е дълъг или товарът е тежък, той може да се огъне в средата.

Вторият е поддържан линеен вал. Кръглият вал е монтиран върху алуминиева опорна шина по цялата си дължина. Тази структура осигурява по-добра опора и намалява деформацията. Често се използва с отворен тип линейни лагери или SBR/TBR лагерни блокове.

Ако машината има къс ход и леко натоварване, може да е достатъчен неподдържан вал. Ако машината има по-дълъг ход, по-голям товар или се нуждае от по-добра стабилност, системата с поддържан вал обикновено е по-подходяща.

Метод на опора на вала	Подходящ тип лагер	Подходящо състояние
Неподдържан кръгъл линеен вал	Линейни лагери тип LM, LME, LMF, LMK, SCS	Къс ход, леко до средно натоварване и проста структура
Поддържан линеен вал	Отворен тип линейни лагери, SBR или TBR лагерни блокове	По-дълъг ход, по-високо натоварване и изискване за по-добра твърдост
Профилна линейна направляваща	Съответстващ линеен направляващ блок	По-висока точност, по-висока твърдост или по-голямо натоварване

Това е важен момент при избора на линейни лагери с кръгъл вал. Типът лагер, методът на опора на вала и посоката на натоварване трябва да съвпадат един с друг.

8. Изберете правилния материал и повърхностна обработка

Най-често срещаният материал за линеен лагерен вал е високовъглеродна лагерна стомана или средно въглеродна стомана с повърхностно закаляване. Този тип вал осигурява добра твърдост, устойчивост на износване и ефективност на разходите.

За нормални вътрешни машини широко се използват стандартни закалени стоманени валове. За влажни среди, хранителни машини, медицинско оборудване, опаковъчни машини или машини, изложени на влага, могат да се обмислят линейни валове от неръждаема стомана.

За приложения, които се нуждаят от по-добра защита от ръжда, могат да се използват и хромирани линейни валове. Хромирането подобрява устойчивостта на корозия и издръжливостта на повърхността. Подходящо е за някои среди, където обикновените валове могат да ръждясват по-лесно.

Опция за вал	Твърдост / характеристика на повърхността	Препоръчителна употреба
GCr15 закален линеен вал	Висока повърхностна твърдост и добра устойчивост на износване	Стандартни линейни лагери, оборудване за автоматизация и непрекъснато движение
С45 линеен вал	Добра обработваемост и рентабилност	Общи индустриални машини и системи за икономично ръководство
Хромиран линеен вал	По-добра защита от ръжда и издръжливост на повърхността	Влажни работилници или приложения, изискващи по-добра устойчивост на корозия
Линеен вал от неръждаема стомана	По-добра устойчивост на корозия; твърдостта зависи от степента и обработката	Хранително, медицинско, влажно или специално оборудване

Материалът не трябва да се избира само по цена. Той трябва да съответства на работната среда, състоянието на смазване, натоварването и очаквания експлоатационен живот.

9. Помислете за посоката на натоварване и монтажа

Линейните лагерни валове често се използват в системи за хоризонтално движение, вертикални повдигащи конструкции или наклонено движение.

При хоризонтален монтаж основната грижа е деформацията на вала под тежестта на движещите се части. При вертикална инсталация валът може да се използва главно за насочване, докато друг компонент като сферичен винт, водещ винт, цилиндър или задвижващ механизъм осигурява движещата сила.

В някои машини два успоредни вала се използват заедно. В този случай подравняването между двата вала става много важно. Ако двата вала не са успоредни, линейните лагери могат да се закачат по време на движение.

Много проблеми с лагера не са причинени от самия лагер. Те са причинени от неправилно подравняване на вала, лоша монтажна повърхност, грешна опора на вала или неравен монтаж. Така че, когато избирате лагери и валове за линейни валове, методът на монтаж трябва да се вземе предвид от самото начало.

10. Помислете за смазване и поддръжка

Дори ако валът и лагерът са избрани правилно, смазването е необходимо.

Линейните лагери се нуждаят от смазване за намаляване на триенето, шума и износването. Сухата повърхност на вала може да причини грубо движение и да съкрати експлоатационния живот както на лагера, така и на вала.

За нормални приложения може да се използва грес или подходящо смазочно масло. Точният метод на смазване зависи от конструкцията на лагера, скоростта, работната среда и навиците за поддръжка.

В прашна среда валът също трябва да бъде защитен от замърсяване. Прах, стружки и твърди частици могат да влязат в лагера и да надраскат повърхността на вала. Ако машината работи в тежка среда, може да са необходими уплътнения, капаци или редовно почистване.

11. Не пренебрегвайте обработката на края на вала

Много линейни валове се нуждаят от механична обработка на краищата преди монтажа. Това може да включва рязане по дължина, пробиване, резбоване, скосяване, механична обработка на шпонков канал, жлебове за задържащи пръстени или крайни стъпала по поръчка.

Ако валът е закупен само като необработена стандартна дължина, купувачът може да се наложи да го обработи отново преди сглобяването.

За производителите на машини обработката на вал по поръчка може да спести време и да намали проблемите при инсталиране. Също така помага да се уверите, че валът пасва на действителната структура на машината.

Когато изпращате запитване, е полезно да предоставите чертеж или да обясните необходимата дължина, размер на отвора, размер на резбата, метод на монтаж и изискване за толеранс. Доставчик с възможности за производство на валове и механична обработка обикновено може да осигури по-пълно решение, вместо да продава само стандартни пръти.

12. Проверете работната среда

Работната среда влияе върху избора на вал. Вал, използван в чиста машина на закрито, не е изправен пред същите условия като вал, използван във влажен цех, прашна машина за рязане или високо-честотна автоматизирана линия.

• За чиста вътрешна машина може да е достатъчен стандартен закален и шлифован линеен лагерен вал.
• За влажна работилница или крайбрежна зона предотвратяването на ръжда става по-важно.
• За прашни машини, като дървообработващо оборудване или машини за рязане, трябва да се има предвид защитата от замърсяване.
• За-високочестотното автоматизирано оборудване устойчивостта на износване и смазването стават по-важни.
• За храна, медицинско или специално оборудване може да е необходима неръждаема стомана или устойчив-на корозия материал.

Един и същ линеен лагер на вал може да работи много различно в различни среди. Ето защо е по-добре да изберете вала въз основа на действителното приложение, вместо да изберете само най-евтиния вариант.

13. Често срещани грешки при избора на линейни лагери и валове

Една често срещана грешка е използването на нормален стоманен прът вместо закален линеен вал. Може да работи в началото, но повърхността може да се износи бързо.

Друга грешка е изборът на вал, който е твърде малък за дълъг ход. Валът може да се огъне, причинявайки вибрации или неравномерно движение.

Някои купувачи проверяват само модела на лагера и пренебрегват толеранса на вала. Това може да доведе до разхлабен или стегнат монтаж.

Друг често срещан проблем е лошото подравняване между два успоредни вала. Дори високо{1}}качествените линейни лагери и валове не могат да работят гладко, ако инсталацията не е успоредна.

Някои потребители също забравят защитата от ръжда. Ако валът се съхранява на влажно място или се докосва с ръка без защита, по повърхността може да се появят петна от ръжда. Тези петна могат да повредят лагера по време на движение.

14. Практическо ръководство за избор

Когато избират линеен вал за линейни лагери, купувачите могат да следват прост процес на избор:

• Първо потвърдете типа и размера на лагера.
• Второ, изберете правилния диаметър на вала според отвора на лагера, натоварването и дължината на движение.
• Трето, проверете дали деформацията на вала е приемлива за опорния обхват.
• Четвърто, решете дали валът трябва да бъде без опора или с опора.
• Пето, потвърдете необходимата твърдост, покритие на повърхността, праволинейност и толерантност.
• Шесто, изберете материала и повърхностната обработка въз основа на работната среда.
• Седмо, проверете дали е необходима крайна обработка.
• И накрая, помислете за смазване, точност на монтажа и дългосрочна-поддръжка.

Този процес помага на купувачите да избегнат избора само по диаметър и цена. Освен това валът, лагерът, опорната конструкция и действителното състояние на машината работят заедно по-надеждно.

15. Кога трябва да използвате линейна лагерна система с кръгъл вал?

Линейните лагери с кръгъл вал са широко използвани, защото са прости, икономични и лесни за инсталиране.

Те са подходящи за оборудване за автоматизация, опаковъчни машини, измервателни устройства, печатни машини, малко CNC оборудване, 3D принтери, плъзгащи се врати, светлинни-системи за водачи и много други приложения за линейно движение.

В сравнение с профилните линейни направляващи, системите с кръгли валове често са по-лесни за монтиране и по-гъвкави за прости конструкции. Въпреки това, за приложения с много висока точност, висока твърдост или големи натоварвания, профилните линейни водачи може да са по-добър избор.

Заключение

Изборът на линеен лагерен вал не означава само намирането на кръгла щанга с правилния диаметър. Валът е подвижната повърхност на линейния лагер, така че неговият диаметър, твърдост, покритие на повърхността, праволинейност, толерантност, материал, обработка на повърхността и метод на поддържане влияят на крайното представяне.

За стабилна система за линейно движение линейните лагери и валовете трябва да бъдат избрани заедно. Лагерът, валът, опорната конструкция, методът на монтаж, смазването и работната среда трябва да съответстват на реалното приложение.

Ако имате нужда от линейни лагерни валове за оборудване за автоматизация, машиностроене, замяна или закупуване на партиди, по-добре е да предоставите модела на лагера, диаметъра на вала, необходимата дължина, състоянието на натоварване, метода на поддържане и работната среда. Това помага на доставчика да препоръча подходящо решение за линеен лагерен вал за вашата машина.

← Назад към блога на DLY