محور خطی سری WC/WCS

الف. موقعیت‌گیری و تعریف

موقعیت‌گیری: قطعات راهنماي حرکت خطی استاندارد شده با دقت بالا و به شکل استوانه‌ای. این قطعه یک عنصر اصلی در سیستم‌های راهنمایی خطی با اصطکاک لغزشی یا اصطکاک غلتشی ساده است.

ویژگی کلیدی: " 滑顺 "عمدتاً در موارد زیر نمایان می‌شود:

• سطح صاف: پس از سنگ‌زنی و پولیش دقیق، زبری سطح پایین است (معمولاً کمتر از Ra0.8).
• شکل خالص: معمولاً یک استوانه با قطر یکسان بدون رزوه، جای کلید یا پله‌بندی (ممکن است در یکی یا هر دو انتها سوراخ رزوه‌دار برای نصب وجود داشته باشد، اما قسمت راهنما هموار باقی می‌ماند).
• دقت بالا: دارای تلرانس قطری دقیق، تلرانس گردی و بسیار مستقیم‌بودن بالا .

II. ساختار اصلی و انواع

بر اساس ماده و عملیات حرارتی طبقه‌بندی می‌شود:

• محور صاف فولاد کربنی معمولی: مانند فولاد 45#، با آب‌دهی سطحی با فرکانس بالا. مقرون‌به‌صرفه، با سختی متوسط (HRC50-55) و مقاومت متوسط در برابر سایش، مناسب بارهای سبک.
• محور صاف فولادی بلبرینگ: مانند GCr15 (SUJ2)، کل قطعه به صورت کامل سخت‌کاری شده است. این نوع پرکاربردترین نوع بوده و دارای سختی بالا (HRC58-62)، مقاومت خوب در برابر سایش و چقرمگی عالی در هسته می‌باشد.
• محور صاف فولاد ضدزنگ: مانند SUS440C، سخت‌کاری شده. ضد زنگ و مقاوم در برابر خوردگی، که در صنایع غذایی، پزشکی و محیط‌های تمیز استفاده می‌شود.
• محور صاف با روکش کروم: روی زیرلایه فولاد کربنی یا فولاد بلبرینگ، کروم سخت اعمال شده است. این محور دارای سختی سطحی بالاتر، مقاومت بیشتر در برابر خوردگی و سایش و ظاهری براق است.

طبقه‌بندی بر اساس درجه دقت:

• درجه استاندارد: مورد استفاده در تجهیزات اتوماتیک عمومی.
• مرتبه دقت: راستایی بالاتر، مورد استفاده در دستگاه‌های دقیق.
• درجه دقت بالا: مورد استفاده در تجهیزات اندازه‌گیری و نوری با کیفیت بالا.

طبقه‌بندی بر اساس ساختار:

• محور نوری جامد: متداول‌ترین نوع.
• محور توخالی صاف: وزن را کاهش می‌دهد و می‌تواند برای عبور سیم یا عبور خنک‌کننده استفاده شود.

III. ویژگی‌ها و مزایای اصلی

بهای بسیار مناسب

در مقایسه با راهنمای خطی گلوله‌ای/غلطکی، ترکیب یک محور صاف و دستگاه‌های اسلاید آی اس ارزان‌ترین راه‌حل هدایت خطی، که بسیار مناسب برای کاربردهای حساس به هزینه و در شرایطی که نیازمندی‌های بار و دقت بسیار بالا نیستند، می‌باشد.

• طراحی انعطاف‌پذیر و نصب نسبتاً ساده

شفت نوری خود ساختاری ساده دارد و می‌تواند به راحتی از طریق نگهدارنده شفت (نوع فلنجی یا نوع مربعی) به قاب ثابت شود. چیدمان آن انعطاف‌پذیر است و می‌تواند سازه‌های تک محور، دو محور و حتی چند محور را پشتیبانی کند.

سیستم باز و ساده در مونتاژ و نگهداری.

• دارای عملکرد اساسی ورزشی هستند

هنگام استفاده به همراه بیرینگ‌های خطی، حرکت خطی صافی حاصل می‌شود. هرچند مقاومت اصطکاکی آن از راهنمای گلوله‌ای بیشتر است، اما بسیار کمتر از اصطکاک لغزشی معمولی است.

توانایی تحمل بار شعاعی مشخصی را دارد.

• مقاومت خوب در برابر خوردگی و ظاهر مناسب (به طور خاص اشاره به میله‌های صاف کروم‌شده):

لایه کروم سخت نه تنها از نظر ظاهری جذاب است، بلکه ضد زنگ نیز می‌باشد و برای تجهیزاتی که نیاز به ظاهر باکیفیت دارند مناسب است.

• استانداردسازی و دسترسی آسان

سری‌های استاندارد قطری وجود دارند (مانند φ6، φ8، φ10، φ12، φ16، φ20، φ25...) و طول قابل سفارشی‌سازی است و عرضه بازار فراوان است.

IV. مقایسه با هسته راهنمای خطی گلوله‌ای/غلطکی (مانند MGN/HGH)

حوزه‌های کاربردی معمول

سیستم محور نوری با مزیت هزینه‌ای بسیار مناسب، همچنان به‌طور گسترده در حوزه‌های زیر استفاده می‌شود:

• اتوماسیون سبک غیردقیق: مکانیزم تغذیه، مکانیزم توقف-توقف، مکانیزم بالابر ساده.
• تجهیزات دفتری و خانگی: حرکت سر خطی پرینترها، اسکنرها و دستگاه‌های کپی.
• تجهیزات بسته‌بندی صنایع سبک: محورهای راهنما کمکی برای دستگاه‌های برچسب‌زنی و بسته‌بندی.
• چاپگر سه‌بعدی (مدل FDM کم‌بودجه): هدایت محور X/Y/Z.
• قطعات لغزان درب‌ها، پنجره‌ها و مبلمان.
• استفاده به عنوان «محور راهنما» به جای «محور محرک»: به عنوان مثال، هنگامی که همراه با پیچ گویی استفاده می‌شود، پیچ وظیفه حرکت دادن و تحمل بار را دارد، در حالی که محور صاف تنها وظیفه جلوگیری از چرخش میز کار را دارد (میله ضد چرخش).

VI. انتخاب و نکات کلیدی در استفاده

• محدودیت‌ها را بشناسید: در مرتبه اول، لازم است مشخص شود آیا کاربرد مورد نظر نیازمندی‌هایی در زمینه سفتی، دقت و گشتاور دارد . اگر چنین است، باید مستقیماً از راهنمای خطی استفاده شود.
• انتخاب قطر و طول: قطر عامل اصلی تعیین سفتی است. هرچه طول بیشتر باشد، قطر مورد نیاز برای جلوگیری از فرورفتگی ناشی از وزن خودش باید بزرگ‌تر باشد. نسبت طول به قطر (L/D) معمولاً محدودیت‌های تجربی دارد.
• فاصلهٔ تکیه‌گاه‌ها (مهم): فاصله (دسترسی) بین دو نقطهٔ تکیه‌گاه باید در حداقل ممکن باشد تا تغییر شکل خمشی به حداقل برسد. برای حرکت‌های طولانی، چند تکیه‌گاه باید مورد استفاده قرار گیرد.
• انتخاب یاتاقان زوج: یاتاقان‌های گلوله‌ای خطی (هزینه پایین، سرعت بالا)، یاتاقان‌های نمدی خطی (ظرفیت بار بالا، سرعت پایین) یا بوش‌های بدون روغن (پایین‌ترین هزینه، نیازمند روان‌کاری).
• موازی‌بودن نصب: هنگام استفاده از چند محور نوری، تضمین موازی‌بودن مطلق بسیار دشوار اما حیاتی است ; در غیر این صورت منجر به قفل‌شدن و افزایش تندی سایش می‌شود. برای تنظیم، ابزارهای حرفه‌ای مورد نیاز است.
• روغن‌کاری ضروری است: حتی هنگام استفاده از بلبرینگ‌های خطی نیز روغن‌کاری منظم برای کاهش سایش و جلوگیری از زنگ‌زدگی ضروری است (به جز موارد از جنس فولاد ضدزنگ و کروم‌شده).

محور نوری بنیادی‌ترین، اقتصادی‌ترین، اما همزمان با محدودیت عملکردی زیادترین جزء در دنیای حرکت خطی است. ماهیت آن یک "چوب‌پیچ دقیق" است، و مزایای اصلی آن تنها در هزینه پایین و ساختار ساده قرار دارد. در طراحی مکانیکی دقیق مدرن، به تدریج توسط راهنمای‌های خطی غلتشی که مزیت جامعی در عملکرد دارند جایگزین می‌شود. با این حال، در شرایطی که بار بسیار سبک است، نیازهای دقت پایین است، فضا باز است و فشار هزینه بسیار زیاد است ، سیستم محور نوری همچنان گزینه‌ای عملی است که نمی‌توان آن را نادیده گرفت. انتخاب محور نوری به این معناست که طراحان باید معامله‌ای روشن و گاهی دشوار بین هزینه و عملکرد .