WC/WCS Serie Linearwelle

I. Kernpositionierung und Definition

Positionierung: Hochpräzise, standardisierte zylindrische Führungsschienen für lineare Bewegungen. Es ist ein Kernelement von gleitreibung oder einfacher Rollreibung linearführungssystemen.

Haupteigenschaft: „ schmal "kommt hauptsächlich zum Ausdruck in:

• Glatte Oberfläche: Nach feinem Schleifen und Polieren ist die Oberflächenrauheit gering (üblicherweise unter Ra0,8).
• Reine Form: Es ist üblicherweise ein Zylinder mit gleichem Durchmesser ohne Gewinde, Schlüsselrillen oder Absätze (an einem oder beiden Enden können Gewindebohrungen zur Montage vorhanden sein, aber der Führungsteil bleibt glatt).
• Hohe Präzision: Er zeichnet sich durch enge Durchmessertoleranz, Rundlauffehler-Toleranz und äußerst hohe Geradheit .

II. Kernstruktur und Typen

Eingeteilt nach Material und Wärmebehandlung:

• Glatte Welle aus handelsüblichem Kohlenstoffstahl: wie 45# Stahl, Oberflächenhochfrequenzhärten. Kostenersparnis, mit mäßiger Härte (HRC50-55) und durchschnittlicher Verschleißfestigkeit, geeignet für geringe Lasten.
• Gleitlagerstahl-Welle: z. B. GCr15 (SUJ2), durchgehend gehärtet. Am gebräuchlichsten, hohe Härte (HRC58-62), gute Verschleißfestigkeit und ausgezeichnete Kernduktilität.
• Edelstahl-Welle: z. B. SUS440C, gehärtet. Rost- und korrosionsbeständig, eingesetzt in Lebensmittel-, Medizin- und Reinräumen.
• Verchromte Welle: Hartverchromung auf einem Grundkörper aus Kohlenstoffstahl oder Lagerstahl. Höhere Oberflächenhärte, beständiger gegen Korrosion und Verschleiß, glänzende Optik.

Eingeteilt nach Genauigkeitsklasse:

• Standardausführung: Wird für allgemeine automatisierte Ausrüstung verwendet.
• Präzisionsklasse: Höhere Geradheit, eingesetzt bei Präzisionsinstrumenten.
• Hohe Genauigkeitsklasse: Wird für hochwertige Mess- und optische Geräte verwendet.

Eingeteilt nach Bauform:

• Vollachse mit optischer Achse: Am gebräuchlichsten.
• Hohlglattwelle: Reduziert das Gewicht und kann zum Durchführen von Kabeln oder Kühlmittel genutzt werden.

III. Kerneigenschaften und Vorteile

Extrem hohe Kosten-Leistung

Im Vergleich zu Kugel-/Rollenführungen die Kombination aus einer glatter Schaft und lineare Lager iS die kostengünstigste linearführungs-Lösung, die besonders gut für kostensensitive Anwendungen geeignet ist, bei denen die Anforderungen an Last und Präzision nicht extrem sind.

• Flexibles Design und relativ einfache Montage

Die optische Welle selbst weist eine einfache Struktur auf und kann leicht über die Wellenhalterung (Flanschtyp oder quadratischer Typ) am Rahmen befestigt werden. Die Anordnung ist flexibel und ermöglicht einachsig-, Zweiachsig- oder sogar Mehrachs-Lösungen tragstrukturen.

Das System ist geöffnet und ist einfach zu montieren und zu warten.

• Verfügt über grundlegende Bewegungsleistung

In Kombination mit Linearlagern kann eine gleichmäßige lineare Bewegung erreicht werden. Obwohl der Reibungswiderstand höher ist als bei Kugelführungen, ist er deutlich niedriger als bei herkömmlicher Gleitreibung.

Es kann einer bestimmten radialen Belastung standhalten.

• Gute Korrosionsbeständigkeit und Optik (speziell bezogen auf verchromte Glattwellen):

Die Hartverchromungsschicht ist nicht nur optisch ansprechend, sondern auch rostfrei und eignet sich daher für Geräte mit hohen Anforderungen an das Erscheinungsbild.

• Standardisierung und Verfügbarkeit

Es gibt standardisierte Durchmesserreihen (wie φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...), die Länge kann angepasst werden und das Marktangebot ist reichlich vorhanden.

IV. Vergleich mit dem Kern von Kugel-/Rollen-Linearführungen (z. B. MGN/HGH)

V. Typische Anwendungsbereiche

Das optische Achssystem, das einen extremen Kostenvorteil bietet, wird weiterhin in folgenden Bereichen häufig eingesetzt:

• Leichte, nicht-präzise Automatisierung: zuführmechanismus, Stop-Stop-Mechanismus, einfacher Hubmechanismus.
• Büro- und Haushaltsgeräte: Die Scanköpfe von Druckern, Scannern und Kopierern bewegen sich.
• Geräte für die leichte Industrieverpackung: zusätzliche Führungsachsen für Etikettiermaschinen und Verpackungsmaschinen.
• 3D-Drucker (Einstiegs-FDM-Modell): X/Y/Z-Achsenführung.
• Schiebeteile von Türen, Fenstern und Möbeln.
• Wird als „Führungswelle“ statt als „Antriebswelle“ verwendet: zum Beispiel, wenn es mit einer Kugelgewindespindel kombiniert wird, ist die Spindel für Antrieb und Lasttragung verantwortlich, während die glatte Welle nur dafür sorgt, dass der Arbeitstisch sich nicht dreht (Dreharretierung).

VI. Auswahl und wichtige Hinweise zur Verwendung

• Die Grenzen erkennen: Zunächst muss geklärt werden ob die Anwendung Anforderungen an Steifigkeit, Präzision und Drehmoment stellt . Wenn dies der Fall ist, sollten linearführungen direkt in Betracht gezogen werden.
• Durchmesser- und Längenwahl: Der Durchmesser ist der Hauptfaktor, der die Steifigkeit bestimmt. Je größer die Länge, desto größer muss der erforderliche Durchmesser gewählt werden, um Durchhängen aufgrund des Eigengewichts zu vermeiden. Das Längen-Durchmesser-Verhältnis (L/D) weist üblicherweise empirische Grenzwerte auf.
• Abstand der Lagerpunkte (entscheidend): Der Abstand (Stützweite) zwischen zwei Lagerpunkten muss so kurz wie möglich sein, um Biegeverformungen zu minimieren. Bei langen Hubwegen ist eine mehrfachstütze struktur muss übernommen werden.
• Gewählte Lagerauswahl: linearkugellager (geringer Kostenaufwand, hohe Geschwindigkeit), Linearrollennadel­lager (hohe Tragfähigkeit, niedrige Drehzahl) oder wartungsfreie Buchsen (niedrigste Kosten, erfordern Schmierung).
• Einbauparallelität: Bei Verwendung mehrerer optischer Achsen ist die sicherzustellende absolute Parallelität äußerst schwierig, jedoch entscheidend ; andernfalls kommt es zu Blockierungen und einem starken Anstieg des Verschleißes. Für die Einstellung sind professionelle Werkzeuge erforderlich.
• Schmierung ist erforderlich: Auch bei Verwendung von Linearkugellagern ist regelmäßige Schmierung notwendig, um Verschleiß zu reduzieren und Rostbildung zu verhindern (ausgenommen Edelstahl- und verchromte Ausführungen).

Die optische Achse ist die grundlegendste, wirtschaftlichste, aber auch leistungsmäßig am stärksten eingeschränkte Komponente im Bereich der linearen Bewegung. Ihr Wesen ist ein "präziser Stab" , und ihre Kernvorteile liegen ausschließlich in niedrigen Kosten und einfacher Struktur . In der modernen präzisen Maschinenkonstruktion wird sie zunehmend durch Wälzführungen mit umfassenden Leistungsvorteilen ersetzt. In Situationen mit extrem geringer Belastung bleibt das System der optischen Achse jedoch eine nicht zu vernachlässigende Option, in denen die Präzisionsanforderungen gering sind, der Platz ausreichend ist und der Kostendruck sehr hoch ist , bedeutet die Wahl der optischen Achse, dass Konstrukteure bewusst und manchmal nur schwer einen Kompromiss eingehen müssen zwischen kosten und Leistung .