Коли машина використовує лінійні підшипники круглого валу,лінійний валце не просто звичайний сталевий стрижень. Це бігова поверхня всієї системи лінійного руху. Якщо вал занадто м’який, недостатньо прямий, погано оброблений або не відповідає підшипнику, система може стати шумною, розхитаною, її важко рухати або зношуватися набагато швидше, ніж очікувалося.
Для багатьох покупців, вибираючи aлінійний вал для лінійних підшипниківспочатку здається простим. Перевіряють тільки діаметр і довжину. Але в реальному складанні машини підшипник і вал повинні працювати разом як одна система. Ви можете переглянути DLYлінійний валваріанти при порівнянні суцільних валів, хромованих валів, опорних валів і спеціально оброблених валів.
У цій статті пояснюється, як вибрати aлінійний підшипник валаз практичної інженерної точки зору, включаючи тип підшипника, діаметр вала, твердість, матеріал, обробку поверхні, метод опори, відповідність підшипника, торцеву обробку та просту перевірку прогину.
1. Почніть із типу підшипника
Перш ніж вибрати вал, спочатку визначте, який тип лінійного підшипника буде використовуватися.
Найпоширенішою конструкцією є лінійний підшипник круглого валу, такий як підшипникові вузли типу LM, LME, LMF, LMK або SCS. Ці підшипники зазвичай працюють на загартованому та відшліфованому круглому лінійному валу.
Для цього типу застосування вал повинен мати відповідну твердість поверхні, допуск на діаметр, прямолінійність і обробку поверхні. Не рекомендується використовувати звичайний круглий стрижень, оскільки його поверхня може бути недостатньо твердою або точною для тривалого-переміщення підшипника.
Якщо підшипник є стандартним лінійним шарикопідшипником, відповідним валом зазвичай є прецизійний круглий лінійний вал. Якщо вал підтримується алюмінієвою опорою по всій довжині, він стає системою лінійного вала з опорою, яка часто використовується разом із лінійними підшипниками відкритого типу.
Тому при виборі лінійних підшипників і валів першим питанням має бути:який тип підшипника буде працювати на цьому валу?Це вирішує, чи має бути вал суцільним круглим валом, опорним валом, порожнистим валом, хромованим валом, валом з нержавіючої сталі або спеціально виготовленим валом.
2. Виберіть правильний діаметр валу
Діаметр валу є основним параметром, але його не можна вибрати, орієнтуючись тільки на площу або ціну.
Більший діаметр зазвичай забезпечує кращу жорсткість і менший прогин. Менший діаметр легший і дешевший, але він легше згинається під навантаженням. Якщо під час роботи вал згинається, лінійний підшипник може не ковзати плавно, навіть якщо сам підшипник справний.
Загальні діаметри валу лінійних підшипників включають 8 мм, 10 мм, 12 мм, 16 мм, 20 мм, 25 мм, 30 мм, 40 мм, 50 мм і більші розміри. Для легкого обладнання, невеликих пристроїв автоматизації, 3D-принтерів, вимірювальних інструментів і невеликих розсувних механізмів часто використовуються вали від 8 до 16 мм. Для середніх{14}}автоматизованих машин, пакувального обладнання, деревообробних верстатів і загальних промислових систем руху більш поширеними є вали від 20 до 30 мм.
Для більших навантажень або більшої відстані пересування зазвичай потрібні більші діаметри валу. Коли довжина ходу велика, прогин вала стає більш важливим. У цьому випадку вибору лише за внутрішнім діаметром підшипника недостатньо. Слід враховувати навантаження, відстань між опорами, напрямок монтажу та необхідну точність.
Проста довідкова формула для прогину вала:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=прогин вала, F=навантаження, L=опорний проліт, E=модуль пружності, I=момент інерції та d=діаметр вала. Це означає, що прогин вала швидко збільшується, коли проміжок опори стає довшим. Це також означає, що жорсткість валу значно покращується, коли діаметр валу збільшується.
| Діапазон діаметрів валу | Загальна програма | Примітка до вибору |
|---|---|---|
| 8 мм - 16 мм | Невеликі пристрої автоматизації, 3D-принтери, вимірювальні прилади та легкі розсувні механізми | Підходить для невеликих навантажень і короткого ходу |
| 20 мм - 30 мм | Пакувальне обладнання, деревообробні верстати та загальнопромислові системи руху | Загальний асортимент для-лінійних підшипникових систем середнього навантаження |
| 40 мм і вище | Довгий хід, велике навантаження та великі направляючі конструкції | Ретельно перевірте прогин вала; може знадобитися опорний вал |
3. Зіставте діаметр валу з отвором підшипника
Підшипники лінійних валів виготовляються для певних діаметрів валів. Наприклад, підшипник LM20UU розрахований на вал діаметром 20 мм. Підшипник LM25UU призначений для вала 25 мм.
Вал і підшипник повинні правильно збігатися. Якщо вал занадто малий, підшипник може мати зазор, вібрацію або нестабільний рух. Якщо вал занадто великий, підшипник може стати щільним, шумним або його важко рухати.
Для стандартних лінійних підшипників із круглим валом діаметр вала має відповідати діапазону допусків, рекомендованому виробником підшипника. У більшості випадків потрібен прецизійний загартований вал із контрольованим допуском на діаметр. Ось чому лінійні підшипники та вали слід вибирати разом, а не розглядати їх як дві непов’язані частини.
4. Перевірте твердість валу
Твердість є одним з найважливіших факторів для валу лінійного підшипника.
Лінійні кулькові підшипники мають кульки, що котяться по поверхні вала. Якщо поверхня валу надто м’яка, кульки можуть залишити сліди, утворити сліди зносу або пошкодити поверхню валу після повторного руху. Після пошкодження поверхні валу рух стане грубим і шумним.
Для стандартних застосувань лінійного руху зазвичай використовуються загартовані лінійні вали. Твердість поверхні зазвичай становить приблизно 58-62 HRC, залежно від матеріалу та процесу виробництва.
Загартований і відшліфований вал забезпечує кращу зносостійкість і довший термін служби. Це особливо важливо для безперервного руху, роботи на високій-частоті або застосування з високим навантаженням. Для промислового обладнання, машин автоматизації, пов’язаних із -системами з ЧПУ та складання машин для експорту належний загартований лінійний підшипниковий вал зазвичай є безпечнішим вибором.
5. Зверніть увагу на обробку поверхні
Поверхня вала є доріжкою кочення для лінійного підшипника. Шорстка поверхня збільшить тертя, шум і знос підшипників.
Хороша система підшипників лінійного валу повинна мати гладку поверхню валу. Вал повинен бути відшліфований або тонко оброблений для забезпечення стійкого контакту з кульками підшипника.
Якщо поверхня недостатньо гладка, підшипник все ще може рухатися, але рух не буде чистим. У реальній роботі машини це може проявлятися у вигляді вібрації, шуму, нерівномірного ковзання або швидшої втрати мастила.
Для покупців, які порівнюють різних постачальників валів, обробка поверхні часто є однією з деталей, яка показує реальну різницю в якості. Два вали можуть виглядати схожими на фотографіях, але їх відчуття ходу та термін служби можуть сильно відрізнятися після складання.
6. Враховуйте прямолінійність для довгих валів
Для довгих лінійних валів дуже важлива прямолінійність.
Короткий вал може добре працювати навіть при невеликому відхиленні. Але для довгих древків навіть легкий вигин може вплинути на рух. Підшипник може бути натягнутим в деяких положеннях і ослабленим в інших положеннях. У деяких випадках машині може знадобитися додаткова сила, щоб пройти повний хід.
Це особливо часто трапляється, коли вал використовується в довгоходовому обладнанні, ріжучих машинах, системах автоматизації, розсувних столах або великих направляючих конструкціях.
Якщо довжина валу велика, покупці повинні підтвердити вимогу прямолінійності з постачальником. Вони також повинні розглянути спосіб упаковки та транспортування, оскільки довгі вали можуть бути пошкоджені або зігнуті під час транспортування, якщо вони не упаковані належним чином. Для дуже довгих переміщень або великих навантажень лінійні вали з опорою можуть бути кращими, ніж вали без опори.
7. Виберіть між валом без опори та валом з опорою
Існує два поширених способи використання круглих лінійних валів.
Перший - це вал без опори. Він фіксується з обох кінців або кріпиться за допомогою опор на валу. Ця структура проста і широко використовується в легких і середніх -навантаженнях. Однак, якщо вал довгий або вантаж великий, він може зігнутися посередині.
Другий — опорний лінійний вал. Круглий вал закріплений на алюмінієвій опорній рейці по всій довжині. Така структура забезпечує кращу підтримку та зменшує прогин. Він часто використовується з лінійними підшипниками відкритого типу або підшипниковими блоками SBR/TBR.
Якщо машина має короткий хід і невелике навантаження, може бути достатньо вала без опори. Якщо машина має довший хід, важче навантаження або потребує кращої стабільності, система опорного вала зазвичай є більш підходящою.
| Спосіб опори валу | Відповідний тип підшипника | Відповідний стан |
|---|---|---|
| Круглий лінійний вал без опори | Лінійні підшипники типу LM, LME, LMF, LMK, SCS | Короткий хід, легке та середнє навантаження та проста структура |
| Опорний лінійний вал | Лінійні підшипники відкритого типу, блоки підшипників SBR або TBR | Довший хід, більше навантаження та кращі вимоги до жорсткості |
| Профільна лінійна напрямна | Підібраний лінійний напрямний блок | Вища точність, вища жорсткість або важче навантаження |
Це важливий момент при виборі лінійних підшипників круглого валу. Тип підшипника, спосіб опори вала та напрямок навантаження повинні відповідати один одному.
8. Виберіть правильний матеріал і обробку поверхні
Найпоширенішим матеріалом для лінійного підшипникового вала є високовуглецева підшипникова сталь або середньовуглецева сталь із поверхневим зміцненням. Цей тип вала забезпечує хорошу твердість, зносостійкість і економічність.
Для звичайних внутрішніх машин широко використовуються стандартні загартовані сталеві вали. Для вологих середовищ, харчового обладнання, медичного обладнання, пакувальних машин або машин, які піддаються впливу вологи, можна розглядати лінійні вали з нержавіючої сталі.
Для застосувань, які потребують кращого захисту від іржі, також можна використовувати хромовані лінійні вали. Хромування підвищує стійкість до корозії та міцність поверхні. Він підходить для деяких середовищ, де звичайні вали можуть легше іржавіти.
| Вал Варіант | Твердість / характеристика поверхні | Рекомендоване використання |
|---|---|---|
| Загартований лінійний вал GCr15 | Висока твердість поверхні і хороша зносостійкість | Стандартні лінійні підшипники, засоби автоматизації та безперервний рух |
| Лінійний вал C45 | Хороша оброблюваність і економічність | Загальнопромислове обладнання та економічні направляючі системи |
| Хромований лінійний вал | Кращий захист від іржі та міцність поверхні | Вологі майстерні або приміщення, які потребують кращої стійкості до корозії |
| Лінійний вал з нержавіючої сталі | Краща стійкість до корозії; твердість залежить від сорту та обробки | Харчове, медичне, вологе або спеціальне обладнання |
Не варто підбирати матеріал тільки за ціною. Він повинен відповідати робочому середовищу, стану мастила, навантаженню та очікуваному терміну служби.
9. Подумайте про напрямок навантаження та встановлення
Лінійні підшипникові вали часто використовуються в системах горизонтального руху, вертикальних підйомних конструкціях або похилому русі.
При горизонтальній установці основною проблемою є прогин вала під вагою рухомих частин. У вертикальній установці вал може використовуватися головним чином для напряму, тоді як інший компонент, такий як кулькова гвинтова передача, ходовий гвинт, циліндр або привід, забезпечує рушійну силу.
У деяких машинах два паралельних вала використовуються разом. У цьому випадку центрування між двома валами стає дуже важливим. Якщо два вали не паралельні, лінійні підшипники можуть зачепитися під час руху.
Багато проблем з підшипниками викликані не самим підшипником. Вони викликані неправильним розташуванням валу, поганою монтажною поверхнею, неправильною опорою валу або нерівною установкою. Тому, вибираючи підшипники лінійних валів і вали, метод встановлення слід враховувати з самого початку.
10. Подумайте про змащення та технічне обслуговування
Навіть якщо вал і підшипник підібрані правильно, мастило все одно необхідно.
Лінійні підшипники потребують змащення, щоб зменшити тертя, шум і знос. Суха поверхня вала може спричинити різкий рух і скоротити термін служби як підшипника, так і вала.
Для звичайного застосування можна використовувати мастило або відповідне мастило. Точний спосіб змащування залежить від конструкції підшипника, швидкості, робочого середовища та звичок обслуговування.
У запиленому середовищі вал також слід захищати від забруднення. Пил, стружки та тверді частинки можуть потрапити в підшипник і подряпати поверхню вала. Якщо машина працює в суворих умовах, можуть знадобитися ущільнення, кришки або регулярне чищення.
11. Не ігноруйте обробку кінця вала
Багато лінійних валів потребують механічної обробки кінців перед встановленням. Це може включати різання на потрібну довжину, свердління, нарізування різьбами, зняття фаски, обробку шпонкових канавок, канавки для стопорних кілець або спеціальні кінцеві кроки.
Якщо вал придбано тільки як необхідну стандартну довжину, покупцеві може знадобитися його ще раз обробити перед складанням.
Для машинобудівників спеціальна обробка валу може заощадити час і зменшити проблеми зі встановленням. Це також допомагає переконатися, що вал відповідає фактичній конструкції машини.
Надсилаючи запит, корисно надати креслення або пояснити необхідну довжину, розмір отвору, розмір різьби, спосіб монтажу та вимоги допуску. Постачальник із можливостями виробництва та обробки валів зазвичай може надати більш повне рішення замість продажу лише стандартних прутів.
12. Перевірте робоче середовище
Робоче середовище впливає на вибір вала. Вал, який використовується в чистій машині в приміщенні, не стикається з тими ж умовами, що вал, який використовується у вологому цеху, запиленій ріжучій машині чи високо-лінії автоматизації.
- Для чистої внутрішньої машини може бути достатньо стандартного загартованого та відшліфованого лінійного підшипникового вала.
- Для вологої майстерні або прибережної зони запобігання іржі стає більш важливим.
- Для пилових машин, таких як деревообробне обладнання або різальні верстати, слід розглянути захист від забруднення.
- Для-високочастотного автоматизованого обладнання зносостійкість і змащення стають більш важливими.
- Для харчового, медичного чи спеціального обладнання може знадобитися нержавіюча сталь або стійкий до корозії-матеріал.
Той самий підшипник лінійного валу може працювати по-різному в різних середовищах. Ось чому краще вибирати вал на основі фактичного застосування, а не вибирати лише найдешевший варіант.
13. Типові помилки під час вибору лінійних підшипників і валів
Однією з поширених помилок є використання звичайного сталевого стрижня замість загартованого лінійного вала. На початку це може працювати, але поверхня може швидко зношуватися.
Ще одна помилка – вибір вала, який занадто малий для довгого ходу. Вал може зігнутися, викликаючи вібрацію або нерівномірний рух.
Деякі покупці перевіряють лише модель підшипника і ігнорують допуск вала. Це може призвести до ослаблення або щільного монтажу.
Іншою поширеною проблемою є погане центрування двох паралельних валів. Навіть високоякісні-лінійні підшипники та вали не можуть працювати безперебійно, якщо встановлено не паралельно.
Деякі користувачі також забувають про захист від іржі. Якщо вал зберігається у вологому місці або торкається рукою без захисту, на поверхні можуть з’явитися плями іржі. Ці плями можуть пошкодити підшипник під час руху.
14. Практичний посібник з вибору
Вибираючи лінійний вал для лінійних підшипників, покупці можуть дотримуватися простого процесу вибору:
- Спочатку підтвердьте тип і розмір підшипника.
- По-друге, виберіть правильний діаметр вала відповідно до отвору підшипника, навантаження та довжини ходу.
- По-третє, перевірте, чи прийнятний прогин вала для опорного прольоту.
- По-четверте, вирішіть, чи має вал бути без опори чи з опорою.
- По-п'яте, підтвердьте необхідну твердість, обробку поверхні, прямолінійність і допуск.
- По-шосте, виберіть матеріал і обробку поверхні в залежності від робочого середовища.
- По-сьоме, перевірте, чи потрібна торцева обробка.
- Зрештою, зверніть увагу на змащування, точність встановлення та-тривале обслуговування.
Цей процес дозволяє покупцям не вибирати тільки за діаметром і ціною. Крім того, вал, підшипник, опорна конструкція та фактичний стан машини працюють разом більш надійно.
15. Коли слід використовувати систему лінійних підшипників круглого валу?
Лінійні підшипники круглого валу широко використовуються, оскільки вони прості, економічні та легкі в установці.
Вони підходять для автоматизованого обладнання, пакувальних машин, вимірювальних пристроїв, друкарських машин, невеликого обладнання з ЧПК, 3D-принтерів, розсувних дверей, легких-систем напрямних і багатьох інших програм лінійного руху.
У порівнянні з профільними лінійними напрямними, системи круглих валів часто простіше монтувати та є більш гнучкими для простих конструкцій. Однак для дуже високої точності, високої жорсткості або великих навантажень профільні лінійні напрямні можуть бути кращим вибором.
Висновок
Вибір лінійного підшипникового вала — це не просто пошук круглого прутка потрібного діаметру. Вал є робочою поверхнею лінійного підшипника, тому його діаметр, твердість, обробка поверхні, прямолінійність, допуск, матеріал, обробка поверхні та метод підтримки впливають на кінцеву продуктивність.
Для стабільної системи лінійного руху лінійні підшипники та вали повинні вибиратися разом. Підшипник, вал, опорна конструкція, спосіб встановлення, змащення та робоче середовище мають відповідати реальному застосуванню.
Якщо вам потрібні лінійні підшипникові вали для обладнання автоматизації, машинобудування, заміни або серійної закупівлі, краще надати модель підшипника, діаметр вала, необхідну довжину, стан навантаження, спосіб підтримки та робоче середовище. Це допомагає постачальнику рекомендувати відповідне рішення лінійного підшипникового вала для вашої машини.
Потрібна допомога у виборі лінійного вала для вашої підшипникової системи?
Надішліть нам модель підшипника, діаметр вала, довжину, стан навантаження та робоче середовище для технічного підтвердження.
