Відкриті та закриті лінійні підшипники: який тип слід використовувати?

Основна відмінність між відкритими та закритими лінійними підшипниками полягає не просто у формі корпусу підшипника. Він визначає, чи може підшипник рухатися вздовж валу з безперервною опорою, і впливає на напрямок навантаження, жорсткість, встановлення та прогин вала.

Закритий лінійний підшипник повністю оточує вал і зазвичай використовується з круглим валом, що підтримується на кінцях або в окремих точках кріплення. Відкритий лінійний підшипник має поздовжній отвір, який дозволяє йому проходити над опорною конструкцією під постійно підтримуваним валом.

Жоден дизайн універсально кращий. Правильний вибір залежить насамперед від того, як підтримується вал, а потім від напрямку навантаження, довжини ходу, доступного простору, необхідної жорсткості та способу встановлення.

1. Що таке закритий лінійний підшипник?

Закритий лінійний підшипник має повну циліндричну структуру навколо лінійного вала. Його внутрішні кулькові контури розподілені навколо вала, щоб підшипник міг спрямовувати лінійний рух під час переносу навантажень із дозволених напрямків.

Зазвичай підшипник встановлюється в окремому корпусі або поставляється в складі лінійного підшипникового вузла. Оскільки його корпус оточує весь вал, навколо вала має бути вільний простір уздовж повного ходу підшипника.

Це означає, що закритий лінійний підшипник не може проходити через суцільну опорну рейку, розташовану безпосередньо під валом.

Типові закриті лінійні підшипники включають:

• Круглий вал, закріплений кінцевими опорами
• Короткий стрижень, що підтримується на двох кінцях
• Вал, що проходить через оброблену раму машини
• Закритий підшипник, встановлений усередині алюмінієвого корпусу поду-блоку
• Фланцевий підшипник, встановлений безпосередньо на рухомій плиті

Закриті лінійні підшипники широко використовуються в компактному обладнанні автоматизації, вимірювальних пристроях, 3D-принтерах, легких-машинах та інших сферах застосування, де довжина валу та навантаження не викликають надмірного прогину.

2. Що таке відкритий лінійний підшипник?

Відкритий лінійний підшипник має поздовжній отвір уздовж однієї сторони зовнішнього корпусу. Частину звичайної круглої підшипникової конструкції видаляють, щоб підшипник міг рухатися по опорній рейці-вала.

Отвір зазвичай розташований у напрямку опорної конструкції під валом. Коли підшипник рухається, вал постійно підтримується, поки опорна рейка проходить через відкриту частину підшипника та його корпус.

Цей дизайн зазвичай використовується з:

• Безперервно підтримувані круглі вали
• Алюмінієві вузли лінійних валів-
• Підтримувані системи валів типу SBR-
• Обладнання з -довгим ходом, де непідтримуваний вал міг би зігнутися
• Рухомі платформи, що вимагають більшої вертикальної жорсткості від системи круглих -валів

Таким чином, основна мета відкритого підшипника полягає не в зниженні ваги або оголенні валу. Його отвір забезпечує зазор для опорної конструкції, яка проходить уздовж валу.

3. Основна відмінність: як підтримується вал

Найважливіше питання вибору:

Якщо відповідь негативна, замкнутий лінійний підшипник і торцевий-вал із опорою можуть створити просту й економічну конструкцію.

Якщо вал необхідно постійно підтримувати знизу, зазвичай потрібен відкритий лінійний підшипник, щоб підшипник міг проходити через опорну рейку.

Облаштування системи	Відповідний підшипник
Круглий стрижень підтримується лише на кінцях	Закритий лінійний підшипник
Вал постійно підтримується знизу	Відкритий лінійний підшипник
Опорний вал з алюмінієвою основою	Відкритий підшипник або сумісний відкритий підшипниковий блок
Компактна легка -робоча шахта з вільним простором навколо неї	Закритий лінійний підшипник
Довгий хід зі значним ризиком-викривлення валу	Відкритий підшипник з постійно підтримуваним валом

4. Відкрита чи закрита лінійна несуча конструкція

Корпус підшипника

Закритий підшипник має повністю циліндричний зовнішній корпус. Відкритий підшипник має поздовжній виріз з одного боку.

Внутрішні кулькові схеми

Обидва типи зазвичай використовують рециркуляційні кульки для зменшення тертя ковзання. Однак схема -ланцюга кульки у відкритому підшипнику повинна залишати місце для отвору та опори валу.

Як наслідок, відкритий і закритий підшипник з однаковим номінальним діаметром вала не повинен автоматично вважатися такими, що мають однакові номінальні навантаження. Завжди порівнюйте дані каталогу виробника для реальної моделі підшипника.

Проектування житла

Закритий підшипник може бути встановлений у повному циліндричному отворі. Для відкритого підшипника потрібен корпус із відповідним нижнім отвором, щоб опорна рейка-вала могла проходити.

Заміна лише підшипника зі збереженням несумісного корпусу не призведе до створення придатного для використання вузла опорного{0}}вала.

Напрямок навантаження

Закритий підшипник оточує вал повністю, тоді як відкритий підшипник має переривчасту ділянку. Таким чином, відкрите положення впливає на розподіл навантаження відкритого підшипника та допустимий напрямок навантаження.

Отвір повинен бути орієнтований відповідно до вказаного виробником підшипника напрямку навантаження. Не припускайте, що відкритий підшипник має однакову місткість у кожній орієнтації.

5. Чому прогин вала має значення

Лінійний вал поводиться як балка. Коли він підтримується лише на кінцях, власна вага та прикладене навантаження можуть спричинити його вигин.

Прогин вала збільшується з:

• Довший непідтримуваний діапазон
• Менший діаметр валу
• Більш важке рухоме навантаження
• Вантаж розташований поблизу центру прольоту
• Більша відстань між опорними-точками валу
• Зміщене навантаження, що створює моментну силу

Навіть якщо матеріал вала достатньо твердий для контакту з кулькою, він може бути недостатньо жорстким для тривалого прольоту без опори. Підвищення твердості поверхні не усуває прогин балки.

Надмірний прогин вала може призвести до:

• Нерівномірний опір руху
• Зміна висоти платформи
• Прив’язка лінійних-підшипників
• Вібрація при розгоні
• Нерівномірний розподіл навантаження між двома валами
• Знижена стабільність позиціонування

Вал із безперервною опорою зменшує проміжок без підтримки та передає навантаження на алюмінієву опору та основу машини. Ось чому відкритий підшипник із опорним валом часто вибирають для більш довгих ходів.

Для отримання додаткової інформації дивЛінійний прогин вала: коли вал без опори потребує додаткової підтримки?

6. Порівняння вантажопідйомності та жорсткості

Неправильно сказати, що кожен відкритий підшипник несе більше навантаження, ніж кожен закритий підшипник. Несуча здатність до навантаження визначається повною конструкцією підшипника, включаючи розмір кульки, кількість навантажених рядів, геометрію контакту, матеріал, внутрішній зазор і напрямок навантаження.

Основна перевага жорсткості відкритої{0}}підшипникової системи зазвичай походить від безперервної опори вала, а не просто від самого відкритого підшипника.

У практичному плані:

• Закритий підшипник на короткому валу великого-діаметра може забезпечити стабільний рух.
• Закритий підшипник на довгому валу малого-діаметра може постраждати від прогину вала.
• Відкритий підшипник на правильно встановленому опорному валу може підтримувати кращу вертикальну стабільність протягом тривалого ходу.
• Відкритий підшипник, встановлений у неправильній орієнтації, може зменшити вантажопідйомність у потрібному напрямку.
• Відстань між двома- валами та відстань між підшипниками також впливають на стійкість до моментних навантажень.

Таким чином, жорсткість системи слід оцінювати разом з підшипником, валом, опорою валу, корпусом, базою машини та розташуванням каретки.

7. Напрямок навантаження відкритого лінійного підшипника

Отвір у відкритому лінійному підшипнику створює структурно іншу область навколо вала. Основне робоче навантаження слід прикладати в напрямку, рекомендованому для конкретної конструкції підшипника.

У типовому горизонтально встановленому опорному-блоку вала отвір спрямований униз до опори вала. Основне навантаження від рухомої платформи діє вниз через сильніше навантажені секції підшипника на опору вала.

Проблеми можуть виникнути, коли:

• Отвір підшипника звернений до основного напрямку навантаження
• Корпус обертається без перевірки дозволеної орієнтації
• Велике бокове навантаження прикладається до підшипника, обраного переважно для вертикального навантаження
• Високий перекидний момент несуть близько розташовані підшипники
• Рухома пластина нерівномірно розподіляє навантаження між паралельними валами

Для вертикальної-настінної, бічної-монтажу або перевернутої установки підтвердьте фактичний радіальний, зворотний-радіальний і бічний напрями навантаження перед вибором орієнтації опори.

8. Порівняння простору установки

Закрита система підшипників

Закрита підшипникова система вимагає відкритого простору по всьому колу вала вздовж його ходу. Зазвичай вал встановлюється за допомогою кінцевих опор за межами зони переміщення.

Це може створити візуально просту конструкцію, але діаметр валу чи-кінцеву опорну відстань може знадобитися збільшити, коли хід стає довшим.

Відкрита система підшипників

Відкритий підшипниковий вузол потребує місця під підшипником для опори вала та алюмінієвої основи. Тому його корпус має форму, відмінну від стандартного закритого корпусу підшипника.

Хоча опорний вузол може потребувати більшої монтажної ширини або висоти, він забезпечує безперервне з’єднання між валом і рамою машини. Це може бути більш ефективним, ніж використання набагато більшого непідтримуваного валу для контролю відхилення.

9. Вимоги до встановлення

Правильний вибір підшипника сам по собі не може компенсувати неакуратне встановлення валу. Як відкриті, так і закриті системи лінійних підшипників вимагають відповідного центрування валів.

Установка закритих лінійних підшипників

• Тримайте дві опори валу коаксіальними.
• Контролюйте паралельність між кількома валами.
• Уникайте насадження підшипника на вал із невідповідним допуском на діаметр.
• Переконайтеся, що вал не згинається надмірно після навантаження.
• Вирівняйте кілька підшипників перед повним затягуванням рухомої пластини.

Установка відкритих лінійних підшипників

• Спрямуйте отвір підшипника на опорну-рейку вала.
• Використовуйте корпус, призначений для відкритого підшипника та опорного вала.
• Встановіть алюмінієву опору вала на достатньо плоску основу.
• Контролюйте паралельність між двома опорними валами.
• Не крутіть корпус під час затягування рухомої пластини.
• Перевірте опір ходу на повному ході перед роботою з живленням.

Вал, що підтримується, відповідає стану його монтажної основи. Якщо основа скручена або нерівна, вал і траєкторія підшипника також можуть спотворитися.

10. Відкритий підшипник проти регульованого підшипника

Відкритий лінійний підшипник не слід плутати з лінійним-підшипником із регульованим зазором.

Відкритий підшипник має великий поздовжній отвір, призначений для проходу через-опорну рейку валу. Регульований підшипник може мати вужчий паз, який дозволяє сумісному корпусу застосовувати обмежене радіальне регулювання зазору підшипника.

Відмінності:

Особливість підшипника	Основне призначення
Велика відкрита секція	Зазор для суцільної опори валу
Вузький регулювальний отвір	Обмежене внутрішнє-регулювання зазору в сумісному корпусі
Повна циліндрична оболонка	Стандартна закрита несуча установка

Підшипник з регулювальним пазом автоматично не підходить для проходження через опорний вал. Реальний креслення моделі необхідно перевірити.

11. Чи взаємозамінні відкриті та закриті лінійні підшипники?

Відкриті та закриті підшипники з однаковим номінальним діаметром вала не обов’язково є прямою заміною.

Перш ніж спробувати замінити, порівняйте:

• Зовнішній діаметр і загальна довжина підшипника
• Ширина та орієнтація відкритого-розділу
• Структура житла
• Розміри опори-вала
• Показники динамічного та статичного навантаження
• Дозволений напрямок навантаження
• Внутрішній зазор або попереднє натяг
• Розташування ущільнень
• Спосіб змащення

Закритий підшипник не може рухатися по суцільній опорі. Відкритий підшипник, розміщений у закритому циліндричному корпусі, також може бути непридатним, оскільки корпус блокує необхідний отвір.

Під час переходу з вала без опори на вал з опорою підшипник, корпус, опорна рейка та монтажна поверхня машини повинні оцінюватися як повна збірка.

12. Типові програми

Застосування закритих лінійних підшипників

• Компактні пристрої позиціонування
• Мале випробувальне та вимірювальне обладнання
• 3D-принтери та легкі -конструкції з ЧПК
• Механізми автоматизації-короткого ходу
• Розсувні двері та захисні кришки
• Підніміть{0}}і-світло обладнання

Застосування відкритих лінійних підшипників

• Осі автоматизації-з довгим ходом
• Обладнання для{0}}пакування та транспортування матеріалів
• Підтримувані-лінійні столи з валом
• Лінійні напрямні SBR
• Довгі оглядові або вимірювальні платформи
• Обладнання, що вимагає більшої жорсткості опори-круглого вала

Це загальні вказівки щодо застосування. Остаточний вибір має ґрунтуватися на фактичному діапазоні валу, навантаженні, моменті, швидкості, точності та навколишньому середовищі.

13. Як вибрати між відкритими та закритими лінійними підшипниками

Використовуйте наступний процес для попереднього вибору.

Виберіть закритий лінійний підшипник, коли:

• Вал не вимагає суцільної опори.
• Ход і проліт без підтримки відносно короткі.
• Прогин вала залишається в межах вимог до машини.
• Конструкція потребує простому та економному несучому пристрої.
• Є вільний простір навколо валу по всьому ходу.

Виберіть відкритий лінійний підшипник, коли:

• Вал безперервно підтримується знизу.
• Підшипник має проходити над опорною рейкою-алюмінієвого валу.
• Ход достатньо довгий, щоб прогин-вала без підтримки став проблемою.
• У системі використовується вал із підтримкою типу SBR-.
• Від системи круглого -вала потрібна більша жорсткість вертикальної опори.

Якщо обидва механізми здаються можливими, порівняйте всю систему, а не лише ціну підшипника. Включіть діаметр вала, кінцеві опори, алюмінієву опору, корпус, механічну обробку, час встановлення та необхідну точність-основи машини.

14. Інформація, яку необхідно надати під час замовлення

Щоб вибрати відповідну відкриту або закриту лінійну несучу систему, надайте:

• Необхідний діаметр валу
• Загальна довжина валу та ефективний хід
• Рухоме навантаження та його напрямок
• Розташування вантажу відносно підшипників
• Кількість валів і підшипників
• Відстань між паралельними валами
• Відстань між підшипниками на одному валу
• Максимальна швидкість і прискорення
• Горизонтальна, вертикальна-настінна або перевернута орієнтація монтажу
• Необхідний метод-підтримки валу
• Робоче середовище та рівень забруднення
• Вимоги до монтажу-корпуса або фланця

Детальний вибір вала дивЯк вибрати лінійний вал для лінійних підшипників.

Висновок

Вибір між відкритим і закритим лінійним підшипником починається з-опорної конструкції валу.

Закритий лінійний підшипник, як правило, підходить для валу, що підтримується на кінцях або в окремих місцях, за умови, що відхилення валу залишається прийнятним. Відкритий лінійний підшипник призначений для руху по безперервній опорі, тому зазвичай використовується для більш довгих ходів і опорних{1}}вузлів валів.

Відкрита конструкція автоматично не робить підшипник міцнішим, а закрита конструкція не робить автоматично точнішою систему. На кінцеву продуктивність впливає напрямок навантаження, діаметр вала, відстань між підшипниками, жорсткість корпусу, вирівнювання установки та точність-основи машини.

DLY поставкилінійні підшипники, стандартні лінійні вали іопорні лінійні валидля засобів автоматизації та промислових систем лінійного руху.

← Повернутися до блогу DLY