Výhody přesných lineárních pohybů: vše o lineárních hřídelích

Lineární hřídele jsou vysoce přesné a robustní strojní prvky a ve spojení s lineárními ložisky umožňují řízený lineární naváděný pohyb. Plné nebo válcové komponenty, které jsou k dispozici s válcovou nebo dutou hřídelí a jsou často vyvažovány na jedné nebo obou stranách, obecně slouží jako vodítka pro lineární ložiska hřídele umožňující její pohyb v axiálním směru nebo lineární kluzná ložiska umístěná na hřídeli.

Lineární hřídele nabízejí vysoký stupeň přesnosti pohybu. Jsou to vysoce konfigurovatelné součásti a obvykle jsou vyrobeny z oceli nebo nerezové oceli. Prostřednictvím různých konstrukcí konců hřídelí a volitelných povrchů a v případě potřeby tepelného ošetření lze lineární hřídele přizpůsobit specifickým požadavkům příslušné strojírenské aplikace.

Lineární hřídele jako jedna z možností pro zavedení lineárního vodítka nabízejí vysokou pevnost a dlouhou životnost s relativně nízkými požadavky na údržbu.

Kde se v technologii používají lineární hřídele?

Lineární hřídele se používají pro naváděný axiální pohyb a lze je použít pro horizontální i vertikální lineární pohyby. Používají se téměř ve všech průmyslových odvětvích v oblasti továrního a mechanického inženýrství. Používají se například v 3D tiskárnách, dávkovacích systémech, měřicích zařízeních, polohovacích a vyrovnávacích zařízeních, ohýbacích zařízeních a třídicích systémech. Lineární hřídele jsou známé svou přesností a životností. Proto se často používají v aplikacích s vysokými nároky na tyto vlastnosti, například při zvedání.

Lineární hřídele jsou k dispozici v různých velikostech a délkách pro téměř jakoukoli aplikaci a lze je snadno konfigurovat a objednat online.

Několik faktů o lineárních hřídelích

• Lineární hřídele jsou obvykle vyrobeny z oceli nebo nerezové oceli
• Lineární hřídele jsou velmi robustní a umožňují vysoce účinný a přesný pohyb
• K dispozici je celá řada možných provedení konců hřídele
• V závislosti na aplikaci mohou být lineární hřídele vyrobeny bez dodatečného tepelného ošetření nebo indukčního vytvrzení
• Povrchová vrstva suroviny je před broušením vytvrzena. To znamená, že ošetřené oblasti, jako jsou klíčové povrchy, mají odlišnou povrchovou tvrdost
• Povrch může být neošetřený, tvrdě pochromovaný, potažený nízkoteplotním černým chromem (LTBC) a chemicky poniklovaný
• Nátěry a pokovení se nanášejí na surovinu po vytvrzení a broušení, ale před dalším zpracováním. Obrobené oblasti, jako jsou rovné povrchy a závity, proto mohou být nepotažené
• Lineární hřídele MISUMI jsou nabízeny v tolerancích ISO f8, g6 a h5

Jak funguje lineární hřídel?

Lineární hřídele lze obvykle integrovat s relativně malým technickým úsilím a umožňují velmi přesné lineární vedení. Za tímto účelem je lineární hřídel obvykle podepřena dvěma nebo více držáky hřídele nebo kuličkovými ložisky podepřenými v rámu stroje.

V zásadě může být lineární hřídel také vystavena torzi, ale obvykle to není žádoucí, protože se používá jako vodicí komponenta. Lineární hřídel je tedy obvykle pevná a nepřenáší žádný rotační pohyb, ale je vystavena zejména ohýbacímu namáhání. Pokud jsou použity dvě paralelní lineární hřídele, jako v tomto příkladu, je torzní namáhání téměř eliminováno.

Jaký je rozdíl oproti lineární kolejnici?

Lineární hřídele jsou přesně broušené kulaté hřídele, které v kombinaci s lineárními ložisky hřídele nebo pouzdry kluzných ložisek umožňují lineární vedení.

Na druhou stranu lineární kolejnice, známé také jako profilové kolejnice, jsou kolejnice, které pracují ve spojení s podpěrami (těla volnoběžek, zvedací zařízení) na principu valivého nebo posuvného pohybu. Tyto komponenty také umožňují lineární pohyby.

Lineární hřídele umožňují přesné výsledky 3D tisku

3D tiskárny se často používají v průmyslu k výrobě prototypů a jednotlivých dílů. 3D šablony jsou vytvářeny a přenášeny do zařízení pomocí softwaru. 3D tisk se poté provádí nanesením jednotlivých vrstev materiálu. Vysoká přesnost lineárních hřídelí a lineárních pohonů umožňuje vyrábět složité a přesné produkty 3D tisku.

Jako spolehlivá a přesná technologie tvoří lineární hřídele a lineární pohony základ pro interakci se všemi ostatními součástmi 3D tiskárny pro efektivní a přesnou transformaci materiálů, jako jsou plasty, kovy, písek, vosk, pryskyřice a keramika, na trojrozměrné objekty.

Jaký je rozdíl mezi lineárními, tyčovými a otočnými hřídelemi?

Při rozhodování, zda pro dané použití vybrat lineární hřídel, tyč nebo rotační hřídel, mějte na paměti, že každá z nich má své vlastní výhody a nevýhody.

Lineární hřídele jsou přesně obráběné hřídele a používají se jako přední nápravy ve strojích. Jsou vyráběny s vysokou přesností a často jsou pevně připojeny k rámu stroje pomocí držáků hřídele. Tvoří vodítko pro jedno nebo více lineárních ložisek, kterými lze pohybovat axiálně, když jsou naváděny na lineární hřídeli. Lineární hřídele jsou vystaveny zejména namáhání ohybem.

Co je to tyč?

Tyče jsou obvykle chápány jako suroviny. Na rozdíl od hřídele mají při dodání obvykle vyšší toleranci. Výjimkou jsou přesné tyče, které jsou také k dispozici s vyšší přesností. Pruty a tyče jsou jedny z nejjednodušších dílů ve stroji a mohou být dobrou volbou pro aplikace s nižšími požadavky na povrchovou úpravu a toleranci. Tyče se obecně nepoužívají pro přímý přenos síly (lineární pohyb / rotaci), ale pro tento účel mohou být vhodné v závislosti na materiálu.

Tyče a pruty jsou k dispozici v kulatém, šestihranném nebo čtvercovém tvaru a lze je použít jako distanční vložky nebo ke spojení více součástí. Vzhledem k tomu, že tyče a pruty jsou obráběny pouze v omezeném rozsahu, může být nutné je dodatečně obrobit a přizpůsobit zamýšlenému použití.

Co je to rotační hřídel a jaká je osa otáčení?

Na rozdíl od lineárních hřídelí je hlavní aplikací rotačních hřídelí přenos rotačních pohybů a momentů. Používají se například jako rotační hřídel mezi motorem a převodovkou. Rotační hřídele jsou primárně vystaveny torzím a musí splňovat vysoké nároky na torzní tuhost, přímost a soustřednost.

Osa otáčení, zobrazená na obrázku žlutě, je osa, kolem které se otáčí komponenta, jako je rotační hřídel. Pokud osa otáčení přesně neodpovídá ose setrvačnosti, objeví se nerovnováha. Nerovnováhy mohou způsobit vibrace rotačních součástí a mechanických struktur, což může vést nejen ke zvýšenému opotřebení, ale i k selhání součásti.

Jak se lineární hřídele konfigurují?

Abyste mohli používat lineární hřídel trvale a spolehlivě, musíte předem určit požadavky plánované aplikace a výsledné požadované vlastnosti lineární hřídele.

Chcete-li nakonfigurovat lineární hřídel, která je přizpůsobena vaší požadované aplikaci, můžete použít naši lineární konfiguraci hřídele.

1. Vyberte vhodný základní tvar (např. plná hřídel, dutá hřídel, prolis na jedné nebo obou stranách)
2. Vyberte vhodný tvar konce pro oba konce hřídele (např. rovný, vnitřní nebo vnější závit, kónický). Další informace naleznete v blogu Wave Guide Shapes.
3. Vyberte vhodné základní vlastnosti (např. materiál, tvrdost, povlak, tolerance). Přečtěte si více o třídách tolerance, geometrických tolerancích a povrchové úpravě.
4. Vyberte konkrétní rozměry (délka, průměr).
5. Nakonfigurovanou lineární hřídel si pak můžete objednat přímo nebo stáhnout CAD model (2D/3D model) nakonfigurované hřídele z naší CAD knihovny.

Stažený model pak můžete importovat přímo do výkresu CAD.

Držák hřídele

Držáky hřídelí jsou cenným spojovacím prvkem pro pevné hřídele (nápravy) nebo pro lineární hřídele. Držáky na hřídele a nápravy, které jsou k dispozici v mnoha provedeních a materiálech, umožňují snadnou integraci a lze je obvykle přizpůsobit vašim potřebám. Držáky hřídelí „upínají“ hřídel, aby ji pevně držely. Pro plovoucí ložiska a ložiska otočných hřídelí se obvykle používá ložisko s pouzdrem nebo stojatým ložiskem.

Pokud si musíte vybrat jeden z uvedených typů hřídelí, měli byste zvážit specifické požadavky vaší aplikace a vybrat optimální držáky hřídelí nebo stojatá ložiska.

Odpovídající paralelní klíny

Paralelní klín je pevný, podlouhlý kovový díl, který je vložen do odpovídajícím způsobem frézované zajišťovací drážky na hřídeli a vyčnívá z něj. Odpovídající ústí je opatřeno souvislou a vyčištěnou drážkou, která odpovídá paralelnímu klínu a je axiálně tlačena přes paralelní klín. K zajištění axiální fixace na rameni hřídele se obvykle používají přídržné kroužky nebo pojistné matice. Tímto způsobem je implementováno kladné zajištění náboje hřídele, a pokud je navrženo odpovídajícím způsobem, spolehlivě přenáší krouticí moment například z hřídele na převodové kolo nebo naopak.

Paralelní klíny MISUMI se vyrábějí podobně jako standardní tvary a specifikace definované normou DIN6885 a ocel klínu se vyrábí obdobně podle specifikací normy DIN6880.

Kontrola kvality lineárních hřídelí – jak lze dosáhnout přesných výsledků

Zákazníci mohou společnost MISUMI požádat o komponenty na míru (MTO) podle svých specifikací. K dispozici jsou různé geometrie, konečné tvary a materiály, stejně jako povrchové úpravy (neošetřené, leštěné a poniklované). Průměr hřídele komponent se může pohybovat mezi 2 a 50 mm.

MISUMI používá pro mnoho komponent obzvláště přesné tolerance h5/g6. Další informace naleznete v našich tabulkách tolerance podle normy JIS B0401-1, -2 (1998). Jsou v souladu se všemi standardními specifikacemi a pokyny pro tolerance.

CAD knihovna

Využijte naši rozsáhlou CAD knihovnu a najděte nejlepší montážní díl pro vaše komponenty a aplikace.

Nechte se inspirovat naší CAD knihovnou a upravte své návrhy pomocí našeho doplňku SolidWorks.