Eje lineal serie WC/WCS

Un eje liso se refiere a un eje metálico recto cuya superficie ha sido sometida a un procesamiento preciso (normalmente rectificado), tiene forma cilíndrica y presenta alta precisión dimensional, alta rectitud y baja rugosidad superficial. Es un componente básico en sí mismo y debe utilizarse en combinación con rodamientos lineales (como rodamientos lineales de bolas y rodamientos lineales de agujas) o bujes deslizantes para formar un sistema de movimiento lineal.

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Introducción

I. Posicionamiento y Definición

Posicionamiento: Componentes de riel guía de movimiento lineal cilíndrico estandarizados y de alta precisión. Es un componente clave de fricción deslizante o fricción rodante simple los sistemas de guiado lineal.

Característica principal: " muy suave "se refleja principalmente en:

Superficie Lisa: Después del rectificado y pulido fino, la rugosidad superficial es baja (normalmente por debajo de Ra0.8).
Forma pura: Es usualmente un cilindro de diámetro constante sin roscas, chaveteros ni escalones (puede haber agujeros roscados en uno o ambos extremos para instalación, pero la parte guía permanece lisa).
Alta precisión: Presenta tolerancia estricta de diámetro, tolerancia de redondez y una rectitud extremadamente alta .

II. Estructura central y tipos

Clasificados por material y tratamiento térmico:

Eje liso de acero al carbono común: por ejemplo acero 45#, con temple superficial de alta frecuencia. Económico, con dureza moderada (HRC50-55) y resistencia media al desgaste, adecuado para cargas ligeras.
Eje liso de acero para rodamientos: por ejemplo GCr15 (SUJ2), templado en su conjunto. Es el más utilizado, con alta dureza (HRC58-62), buena resistencia al desgaste y excelente tenacidad en el núcleo.
Eje liso de acero inoxidable: por ejemplo SUS440C, templado. Resistente a la oxidación y corrosión, utilizado en aplicaciones alimentarias, médicas y ambientes limpios.
Eje liso cromado: Se deposita cromo duro sobre un sustrato de acero al carbono o acero para rodamientos. Tiene mayor dureza superficial, es más resistente a la corrosión y al desgaste, y presenta un aspecto brillante.

Clasificado por grado de precisión:

Grado estándar: Utilizado en equipos automatizados generales.
Grado de precisión: Mayor rectitud, utilizado en instrumentos de precisión.
Grado de alta precisión: Utilizado para equipos ópticos y de medición de gama alta.

Clasificado por estructura:

Eje óptico sólido: El más común.
Eje liso hueco: Reduce el peso y puede utilizarse para pasar cables o refrigerante.

III. Características principales y ventajas

Extremadamente alta relación calidad-precio

Comparado con guías lineales de bolas/rodillos, la combinación de un eje liso y rodamientos lineales es la solución de guía lineal de menor costo que es altamente adecuada para aplicaciones sensibles al costo y donde los requisitos de carga y precisión no son extremos.

Diseño flexible e instalación relativamente sencilla

El propio eje óptico tiene una estructura simple y puede fijarse fácilmente al marco mediante el soporte del eje (tipo brida o tipo cuadrado) . La disposición es flexible y puede lograr eje simple, doble eje o incluso multi-eje estructuras de soporte.

El sistema es abierto y es fácil de ensamblar y mantener.

Tiene un rendimiento básico en movimiento

Cuando se utiliza junto con rodamientos lineales, se puede lograr un movimiento lineal suave. Aunque la resistencia por fricción es mayor que la de las guías de bolas, es mucho menor que la fricción deslizante ordinaria.

Puede soportar una cierta carga radial.

Buena resistencia a la corrosión y aspecto (específicamente referido a ejes lisos cromados):

La capa de cromo duro no solo es estéticamente agradable, sino también resistente a la oxidación, lo que la hace adecuada para equipos con requisitos elevados en cuanto a apariencia.

Normalización y disponibilidad

Existen series de diámetros estándar (como φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...). La longitud puede personalizarse y la oferta en el mercado es abundante.

IV. Comparación con el núcleo de guías lineales de bolas/rodillos (por ejemplo, MGN/HGH)

Características	Sistema de Eje Lineal + Casquillo	Guía Lineal de Bolas/Rodillos (por ejemplo, MGN/HGH)
Principio de guiado	El eje gira o permanece estacionario, mientras que el casquillo se desliza/rueda a lo largo de él. Típicamente un abierto la estructura.	El bloque de carro rueda a lo largo de un riel de precisión. Es un cerrado o semi-cerrado la estructura.
Tipo de fricción	Fricción por deslizamiento o fricción por rodadura de contacto puntual de baja precisión.	Fricción por rodadura de alta precisión (bolas o rodillos).
Rigidez	Bajo. Actúa como un voladizo soporte, ofreciendo muy débil resistencia al vuelco y a los momentos laterales.	Muy alta. Diseñado con contacto de cuatro puntos, proporcionando extremadamente fuerte resistencia al vuelco y a los momentos laterales.
Precisión	Relativamente baja. Sujeta a errores acumulativos por rectitud del eje, holgura de bujes y montaje.	Muy alta. Grado de precisión elevada garantizado (paralelismo, rectitud) desde fábrica, ofreciendo una exactitud estable tras la instalación.
Capacidad de carga	Aceptable para cargas radiales, pero casi incapaz de soportar momentos de vuelco .	Alta capacidad de carga en las cuatro direcciones, diseñada específicamente para resistir momentos de vuelco .
VELOCIDAD DE OPERACIÓN	Bajo a medio. Propenso a vibración y generación de calor a altas velocidades.	Apto para alta velocidad y alta aceleración movimiento.
Requisitos de instalación	Engañosamente simple; lograr una alta precisión (por ejemplo, paralelismo de ejes dobles) es muy difícil , exigiendo altos estándares para el mecanizado y ajuste de las superficies de montaje.	Incorpora superficies de referencia de montaje de precisión; la precisión se garantiza simplemente con el apriete de tornillos, ofreciendo buena repetibilidad de instalación .
Sellado y vida útil	Estructura abierta, propensa a contaminación, requiere limpieza y lubricación frecuentes, lo que resulta en una vida útil relativamente más corta.	Los sellos multicapa integrados proporcionan resistencia al polvo y al agua, mantienen bien la lubricación y ofrecen una larga vida útil.
Costo	Muy Bajo (para los componentes en sí).	Alto
Desventaja principal	Rigidez baja, precisión reducida y baja tolerancia a momentos.	Alto costo
Filosofía de aplicación	«Suficientemente bueno para guiado básico». Adecuado para aplicaciones con carga ligera, bajo costo y sin precisión, que no presenten fuerzas laterales significativas.	«Guiado preciso y confiable con capacidad de carga». Adecuado para aplicaciones que requieran alta carga, alta precisión, alta velocidad y alta rigidez.

V. Campos de aplicación típicos

El sistema de eje óptico, con su ventaja extrema en costos, todavía se utiliza ampliamente en los siguientes campos:

Automatización ligera de baja precisión: mecanismo de alimentación, mecanismo de parada-parada, mecanismo de elevación simple.
Equipos de oficina y uso doméstico: Las cabezas de escaneo de impresoras, escáneres y fotocopiadoras se mueven.
Equipos de envasado de la industria ligera: ejes guía auxiliares para máquinas etiquetadoras y máquinas envasadoras.
impresora 3D (modelo FDM de gama baja): Guiado de los ejes X/Y/Z.
Piezas deslizantes de puertas, ventanas y muebles.
Utilizado como "eje guía" en lugar de "eje de transmisión": por ejemplo, cuando se combina con un husillo de bolas, el husillo es responsable del accionamiento y soporte de carga, mientras que el eje liso solo se encarga de evitar que la mesa gire (varilla antirrotación).

VI. Selección y puntos clave para el uso

Reconozca las limitaciones: En primer lugar, es necesario aclarar si la aplicación tiene requisitos de rigidez, precisión y par . De ser así, se deben considerar directamente las guías lineales.
Selección de diámetro y longitud: El diámetro es el factor principal que determina la rigidez. Cuanto mayor sea la longitud, más grande deberá ser el diámetro requerido para evitar la flexión por su propio peso. La relación de aspecto (L/D) suele tener limitaciones empíricas.
Distancia entre soportes (clave): La distancia (luz) entre dos puntos de apoyo debe ser lo más corta posible para minimizar la deformación por flexión. Para carreras largas, una multi-soporte debe adoptarse una estructura.
Selección de rodamientos apareados: rodamientos lineales de bolas (bajo costo, alta velocidad), rodamientos lineales de rodillos cilíndricos (alta capacidad de carga, baja velocidad) o casquillos sin aceite (menor costo, requiere lubricación).
Paralelismo de instalación: Al utilizar múltiples ejes ópticos, garantizar el paralelismo absoluto es extremadamente difícil pero crucial ; de lo contrario, provocará agarrotamiento y un aumento brusco del desgaste. Se requieren herramientas profesionales para el ajuste.
Es necesaria la lubricación: Incluso al usar rodamientos lineales de bolas, se requiere lubricación regular para reducir el desgaste y prevenir la oxidación (excepto en los de acero inoxidable y cromados).

El eje óptico es el componente más fundamental, económico, pero también más limitado en rendimiento en el mundo del movimiento lineal. Su esencia es una "varilla precisa" , y sus ventajas principales radican únicamente en bajo costo y estructura sencilla . En el diseño mecánico de precisión moderno, está siendo progresivamente reemplazado por guías lineales de rodillos que ofrecen una ventaja integral en rendimiento. Sin embargo, en aquellas situaciones donde la carga es extremadamente ligera, los requisitos de precisión son bajos, el espacio es amplio y la presión de costos es muy alta , el sistema de eje óptico sigue siendo una opción viable que no puede ignorarse. Elegir el eje óptico implica que los diseñadores deben realizar un compromiso claro y a veces difícil entre costo y Rendimiento .