Валы, прецизионные валы, направляющие оси, цилиндрические направляющие - shafts.ru
Шариковые втулки (линейные подшипники)
Шариковая втулка (линейный подшипник) – система линейного перемещения, использующаяся вместе с цилиндрической направляющей для обеспечения неограниченного прямолинейного движения. Шарики в зоне нагрузки наружного кольца находятся в точечном контакте с цилиндрической направляющей. Это способствует осуществлению прямолинейного движения с минимальным сопротивлением трению, а также позволяет достигнуть точного и плавного хода, несмотря на маленькую допустимую нагрузку.
Для изготовления наружного кольца используют высокоуглеродистую хромистую сталь, а его внутреннюю и внешнюю поверхности шлифуют после процесса термообработки.
Шариковые втулки используются для различных применений, таких как подвижные узлы точного оборудования, включая измерительные инструменты, автоматические регистраторы и цифровые 3D измерительные инструменты, станки, такие как станок для многошпиндельного сверления, вырубной пресс, заточный станок, печатный станок, а также другого промышленного оборудования.
Рис. 1. Устройство стандартной шариковой втулки.
Классификация шариковых втулок
В зависимости от особенностей конструкции, исполнения, используемой системы уплотнений, а также размеров все шариковые втулки можно разделить на несколько типов:Без фланца:
Компактные. Компактные линейные шариковые втулки состоят из пластикового сепаратора, стальных сегментов дорожек качения, стальных шариков и защитных шайб. Поставляются исполнения с компенсацией перекоса и без. | |
Стандартные. Существуют две серии шариковых втулок данного типа: метрическая (в том числе изготовленная из нержавеющей стали модификация), которая используется в основном в Японии, а также другая метрическая серия – чаще используется в Европе. | |
Открытого типа. Корпус втулки частично открыт (примерно на один ряд шариков, т.е. от 50° до 80°). Это позволяет использовать шариковые втулки в том случае, когда используется опора вала. Кроме того, зазор может также легко регулироваться; | |
Удлиненные. Этот тип в два раза длиннее, нежели стандартный. Он оптимален для таких применений, где существует моментная нагрузка. В данном случае уменьшаются трудозатраты на установку втулки; | |
Регулируемыe. По размерам данный тип совпадает со стандартными шариковыми втулками, однако в наружном кольце имеется радиальный зазор, который позволяет устанавливать шариковую втулку в корпус с регулируемым внутренним диаметром. При этом происходит выбор посадки между цлинидрической направляющей и внутренним диаметром. |
С фланцем:
С круглым фланцем: | |
Стандартные. К наружному кольцу линейного подшипника стандартного типа присоединяют фланец. Это дает возможность монтировать шариковую втулку напрямую в корпус с помощью болтов, таким образом, упрощая процесс установки ; | |
Удлиненные. В данном случае к наружному кольцу также присоединен фланец, однако, кроме этого, линейные подшипники этого типа в два раза длиннее стандартных, что позволяет использовать их в условиях существования моментной нагрузки; | |
С квадратным фланцем: | |
Стандартные. В этих моделях также присутствует фланец, однако в данном случае он имеет квадратную форму. В связи с тем, что высота втулки уменьшается (по сравнению с типом с круглым фланцем), то конструкция получается более компактной; | |
Удлиненные. По конструкции аналогичны удлиненному типу с круглым фланцем с одним отличием, что сам фланец имеет форму квадрата. В связи с этим высота втулки становится меньше, поэтому конструкция становится более компактной; | |
С подрезанным фланцем | |
Стандартные. К наружному кольцу присоединяют подрезанный фланец. Высота втулки в этом случае уменьшается (по сравнению с типом с квадратным фланцем), что делает конструкцию линейного подшипника более компактной. За счет того, что ряды шариков в шариковой втулке расположены таким образом, что два ряда получают нагрузку от одной боковой грани, может быть достигнут длительный срок службы; | |
Удлиненные. Этот тип шариковых втулок также имеет подрезанный фланец, поэтому они обладают компактной конструкцией. По длине они в два раза больше, нежели стандартные, что делает их оптимальными для использования в случае существования моментных нагрузок. Кроме того, срок службы эти подшипников достаточно высокий за счет определенного расположения шариков; |
В корпусе:
Стандартные. В этом типе линейный подшипник встроен в маленький легкий алюминиевый корпус. Этот тип может быть легко установлен при закреплении его к столу болтами; | |
Удлиненные. Этот тип в два раза длиннее, нежели стандартный тип в алюминиевом корпусе. |
Как выбрать шариковую втулку?
- Необходимо определить условия эксплуатации:
- Длина хода;
- Диапазон скоростей;
- Направление нагружения;
- Пространство для осуществления установки;
- Рабочая частота (рабочий цикл);
- Требуемый срок службы;
- Габаритные размеры;
- Условия окружающей среды (влажность, грязь и т.п.);
- Точность;
- Требуемая жесткость.
- Выбрать подходящий тип. Учитывая определенные в п.1 условия эксплуатации,
необходимо подобрать нужную шариковую втулку, пользуясь приведенной выше классификацией.
- Подбор цилиндрической направляющей необходимо осуществлять, принимая во внимание следующее:
- Диаметр цилиндрической направляющей;
- Ее длину;
- Способ установки цилиндрической направляющей;
- Допустимая нагрузку на нее;
- Смещение (отклонение) цилиндрической направляющей;
- Оценить срок эксплуатации шариковой втулки на основании расчета приложенной нагрузки и использования величины номинального ресурса;
- Определить класс точности (прецизионные или высокого класса точности);
- Скорректировать выбор на основании условий окружающей среды:
- Определить метод смазывания;
- Определить способ обработки поверхности;
- Создать условия защиты от загрязнений.