Lineární hřídel řady WC/WCS

Hladká osa označuje kovovou přímou osu, jejíž povrch byl přesně opracován (obvykle broušením), má válcový tvar a vyznačuje se vysokou rozměrovou přesností, vysokou přímostí a nízkou drsností povrchu. Jedná se o základní součástku, která musí být použita ve spojení s lineárními ložisky (například kuličkovými lineárními ložisky a jehličkovými lineárními ložisky) nebo kluznými pouzdry, aby vytvořila lineární pohybový systém.

Appurtenance:

STAŽENÍ:

Úvod

I. Klíčové určení a definice

Určení: Vysoce přesné normalizované válcové komponenty vedení lineárního pohybu. Je to klíčová součástka kluzného tření nebo jednoduchého valivého tření systémů lineárního vedení.

Klíčová vlastnost: „ hladký "se hlavně projevuje v:

Hladká povrch: Po jemném broušení a leštění je drsnost povrchu nízká (obvykle pod Ra0,8).
Čistý tvar: Je to obvykle válec stejného průměru bez závitů, drážek nebo stupňů (na jednom nebo obou koncích mohou být závitové otvory pro montáž, ale vodící část zůstává hladká).
Vysoká přesnost: Vyznačuje se přísnou tolerancí průměru, tolerance kruhovitosti a extrémně vysokou rovností .

II. Základní konstrukce a typy

Rozdělení podle materiálu a tepelného zpracování:

Hladký hřídel z běžné uhlíkové oceli: např. ocel 45#, povrchové kalení vysokofrekvenčním ohřevem. Ekonomické řešení s mírnou tvrdostí (HRC50-55) a průměrnou odolností proti opotřebení, vhodné pro malé zatížení.
Ocelová hřídel s ložiskem: například GCr15 (SUJ2), celkově kalená. Je nejčastěji používaná, má vysokou tvrdost (HRC58-62), dobré odolání opotřebení a vynikající houževnatost jádra.
Nerezová hřídel: například SUS440C, kalená. Odolná proti rezavění a korozi, používá se ve stravovacím průmyslu, lékařství a čistých prostředích.
Chromovaná hladká hřídel: Tvrdý chrom je nanesen na uhlíkovou ocel nebo ocelový podklad s ložiskem. Má vyšší povrchovou tvrdost, je odolnější vůči korozi a opotřebení a má lesklý vzhled.

Rozdělení podle třídy přesnosti:

Standardní třída: Používá se pro běžná automatická zařízení.
Stupeň přesnosti: Vyšší rovnost, používá se pro přesné přístroje.
Třída vysoké přesnosti: Používá se pro vysoce výkonné měřicí a optické přístroje.

Klasifikace podle konstrukce:

Plná optická osa: Nejběžnější.
Dutá hladká hřídel: Snížení hmotnosti a možnost vedení kabelů nebo chladiva.

III. Klíčové vlastnosti a výhody

Mimořádně vysoká cenová návratnost

Ve srovnání s kuličkovými/valivými lineárními vodítky kombinace hladký hřídel a lineární ložiska iS nejlevnější řešení lineárního vedení, které je velmi vhodné pro aplikace citlivé na náklady a kde zatížení a požadavky na přesnost nejsou extrémní.

Praktický design a relativně jednoduchá instalace

Optická hřídel sama o sobě má jednoduchou konstrukci a může být snadno upevněna na rám prostřednictvím ložiska hřídele (přírubového nebo čtvercového typu) . Uspořádání je flexibilní a může dosáhnout jednoosého, dvouosého nebo dokonce víceosého nosné konstrukce.

Systém je otevřít a je snadné montovat a provozovat.

Mají základní pohybové vlastnosti

Při použití ve spojení s lineárními ložiskami lze dosáhnout hladkého lineárního pohybu. I když je třecí odpor vyšší než u kuličkových vedení, je mnohem nižší než u běžného smykového tření.

Je schopen odolávat určitému radiálnímu zatížení.

Dobrá odolnost proti korozi a estetický vzhled (konkrétně odkazuje na chromované hladké hřídele):

Tvrdá chromová vrstva je nejen esteticky přitažlivá, ale také odolná proti rezivění, což ji činí vhodnou pro zařízení s vysokými nároky na vzhled.

Standardizace a dostupnost

Existují standardní průměrové řady (např. φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...), délka může být upravena dle potřeby a trh nabízí hojnou dostupnost.

IV. Porovnání s jádrem kuličkových/valivých lineárních vedení (např. MGN/HGH)

Charakteristika	Lineární hřídel + pouzdrový systém	Kuličkové/valivé lineární vedení (např. MGN/HGH)
Princip vedení	Hřídel se otáčí nebo zůstává v klidu, zatímco pouzdro po ní klouže/valí. Obvykle je to otevřít struktura.	Vozík se valí po přesné kolejnici. Je to zavřené nebo polouzavřen struktura.
Typ tření	Kluzné tření nebo nízce přesné bodové kontaktové valivé tření.	Vysokopřesné valivé tření (kuličky nebo válečky).
Pevnosti	Nízká. Působí jako konzolové regály podpora, nabízí velmi slabou odolnost proti překlopení a bočním momentům.	Velmi vysoká. Navrženo se čtyřbodovým kontaktem, který zajišťuje extrémně silné odolnost proti překlopení a bočním momentům.
Přesnost	Relativně nízká. Podléhá kumulativním chybám způsobeným rovností hřídele, vůlí v pouzdrech a montáží.	Velmi vysoká. Zaručená vysoká přesnost (rovnoběžnost, přímka) od výrobce, nabízí stabilní přesnost po instalaci.
Nosnost	Přijatelné pro radiální zatížení, ale téměř neschopné odolávat momentům překlopení .	Vysoká nosnost ve všech čtyřech směrech, speciálně navrženo pro odolávání momentům překlopení .
SPODOBŇOVÁ RYCHLOST	Nízká až střední. Náchylné k vibracím a tvorbě tepla při vysokých rychlostech.	Vhodné pro vysokorychlostní a s vysokým zrychlením pohyb.
Instalační požadavky	Zavádějícím způsobem jednoduché; dosažení vysoké přesnosti (např. paralelnost dvou hřídelí) je velmi obtížné , vyžaduje vysoké standardy opracování montážních ploch a úprav.	Vyznačuje se přesnými referenčními plochami pro montáž; přesnost je zajištěna jednoduše utažením šroubů, nabízí dobré opakovatelnosti instalace .
Těsnění a životnost	Otevřená konstrukce, náchylná na znečištění, vyžaduje časté čištění a mazání, což má za následek relativně kratší životnost.	Integrovaná vícevrstvá těsnění zajišťují odolnost proti prachu a vodě, dobře udržují mazání a nabízejí dlouhou životnost.
Náklady	Velmi nízké (pro samotné komponenty).	Vysoká
Základní nevýhoda	Nízká tuhost, nízká přesnost a nízká odolnost vůči momentům.	Vysoké náklady
Filozofie aplikace	„Dostatečně dobré pro základní vedení.“ vhodné pro lehké zatížení, nízké náklady, nepřesné aplikace bez významných bočních sil.	„Přesné a spolehlivé vedení a nosnost.“ Vhodné pro aplikace vyžadující vysoké zatížení, vysokou přesnost, vysokou rychlost a vysokou tuhost.

V. Typická aplikační pole

Optický osy systém, díky extrémní výhodě v ceně, je stále široce používán v následujících oblastech:

Lehká nepřesná automatizace: dávkovací mechanismus, zastavovací mechanismus, jednoduchý zvedací mechanismus.
Kancelářské a domácí zařízení: Skenující hlavy tiskáren, skenerů a kopírek se pohybují.
Zařízení pro balení v lehkém průmyslu: pomocné vodící hřídele pro etiketovací a balicí stroje.
3D tiskárna (levný FDM model): Vedení os X/Y/Z.
Posuvné části dveří, oken a nábytku.
Používá se jako „vodící hřídel“, nikoli jako „pohonná hřídel“: například při kombinaci s kuličkovým šroubem má šroub za úkol pohon a přenos zatížení, zatímco hladká hřídel slouží pouze k zabránění otáčení pracovního stolu (protiotočná tyč).

VI. Výběr a klíčové body pro použití

Poznejte omezení: Především je nutné objasnit zda aplikace má požadavky na tuhost, přesnost a točivý moment . Pokud ano, měly by být přímo zváženy lineární vedení.
Výběr průměru a délky: Průměr je hlavním faktorem určujícím tuhost. Čím větší je délka, tím větší musí být požadovaný průměr, aby se předešlo průhybu vlastní tíhou. Poměr délky k průměru (L/D) obvykle má empirická omezení.
Vzdálenost mezi podpěrami (klíčové): Vzdálenost (rozpětí) mezi dvěma podpěrnými body musí být co nejkratší, aby se minimalizovalo ohybové deformace. U dlouhých zdvihů je třeba vícepodpěr musí být struktura přijata.
Výběr párového ložiska: lineární kuličková ložiska (nízká cena, vysoká rychlost), lineární jehličková ložiska (vysoká nosnost, nízká rychlost) nebo suchá kluzná pouzdra (nejnižší cena, vyžaduje mazání).
Rovnoběžnost instalace: Při použití více optických os zajištění absolutní rovnoběžnosti je extrémně obtížné, ale zásadní ; jinak dojde k zaseknutí a prudkému nárůstu opotřebení. Pro úpravu jsou potřeba odborné nástroje.
Je nutné mazání: I při použití lineárních kuličkových ložisek je vyžadováno pravidelné mazání za účelem snížení opotřebení a prevence rezivění (s výjimkou nerezových a chromem pokrytých).

Optická osa je nejzákladnější, nejekonomičtější, ale zároveň i nejvýkonnostně omezenou součástí ve světě lineárního pohybu. Jejím jádrem je "přesná tyč" , a její hlavní výhody spočívají pouze v nízké ceně a jednoduché konstrukci . V moderním přesném mechanickém návrhu ji čím dál více nahrazují válečkové lineární vedení, které mají komplexní výkonnostní výhodu. Nicméně v případech, kdy je zatížení velmi malé, požadavky na přesnost jsou nízké, prostor je volný a tlak na nízkou cenu je obrovský , systém optické osy zůstává proveditelnou možností, kterou nelze ignorovat. Volba optické osy znamená, že návrháři musí jasně a někdy obtížně vyvážit kompromis mezi náklady a výkon .