Albero lineare serie WC/WCS

Un albero liscio indica un albero metallico rettilineo la cui superficie è stata sottoposta a lavorazione di precisione (solitamente rettificata), ha una forma cilindrica e presenta elevata precisione dimensionale, elevata rettilineità e bassa rugosità superficiale. È un componente fondamentale di per sé, ma deve essere utilizzato in combinazione con cuscinetti lineari (ad esempio cuscinetti a sfere lineari e cuscinetti a rullini lineari) o boccole scorrevoli per formare un sistema di movimento lineare.

Appurtenance:

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Introduzione

I. Posizionamento e definizione principali

Posizionamento: Componenti di guida lineare cilindrica ad alta precisione e standardizzati. È un componente fondamentale dei sistemi di attrito scorrevole o semplice attrito volvente di guida lineare.

Caratteristica principale: " liscia "si riflette principalmente in:

Superficie liscia: Dopo una rettifica e lucidatura fine, la rugosità superficiale è bassa (generalmente inferiore a Ra0,8).
Forma pura: È generalmente un cilindro di diametro costante senza filettature, linguette o gradini (può essere presente un foro filettato a una o entrambe le estremità per il montaggio, ma la parte di guida rimane liscia).
Alta Precisione: Presenta tolleranze rigorose sul diametro, sulla rotondità e una rettilineità estremamente elevata .

II. Struttura centrale e tipologie

Classificazione in base al materiale e al trattamento termico:

Albero liscio in acciaio al carbonio comune: ad esempio acciaio 45#, tempra superficiale ad alta frequenza. Economico, con durezza moderata (HRC50-55) e resistenza all'usura media, è adatto a carichi leggeri.
Albero liscio in acciaio per cuscinetti: ad esempio GCr15 (SUJ2), temprato integralmente. È il tipo più comunemente utilizzato, con elevata durezza (HRC58-62), buona resistenza all'usura ed eccellente tenacità del nucleo.
Albero liscio in acciaio inossidabile: ad esempio SUS440C, temprato. Antiruggine e resistente alla corrosione, utilizzato in ambienti alimentari, medici e puliti.
Albero liscio cromato: Cromo duro viene depositato su un substrato in acciaio al carbonio o in acciaio per cuscinetti. Presenta una durezza superficiale più elevata, maggiore resistenza alla corrosione e all'usura, e un aspetto brillante.

Classificato per grado di precisione:

Grado standard: Utilizzato per apparecchiature automatizzate generiche.
Grado di precisione: Rettilineità superiore, utilizzato per strumenti di precisione.
Grado di alta precisione: Utilizzato per misurazioni di alta precisione e apparecchiature ottiche.

Classificato in base alla struttura:

Asse ottico solido: Il più comune.
Albero cavo liscio: Riduce il peso ed è utilizzabile per passare cavi o refrigerante.

III. Caratteristiche e vantaggi principali

Elevatissimo rapporto qualità-prezzo

Rispetto ai guide lineari a sfera/rulli, la combinazione di un albero liscio e cuscinetti lineari iS la soluzione più economica di guida lineare, particolarmente adatta per applicazioni sensibili ai costi e dove i requisiti di carico e precisione non sono estremi.

Design flessibile e installazione relativamente semplice

L'albero ottico stesso ha una struttura semplice e può essere facilmente fissato al telaio tramite il supporto dell'albero (tipo flangia o tipo quadrato) . La disposizione è flessibile e può realizzare asse singolo, doppio asse o anche multi-asse strutture di supporto.

Il sistema è aperto ed è facile da montare e mantenere.

Offre prestazioni cinematiche di base

Quando utilizzato in abbinamento a cuscinetti lineari, consente un movimento lineare uniforme. Sebbene la resistenza al pattinamento sia superiore rispetto alle guide a sfera, è comunque molto inferiore alla frizione radente ordinaria.

Può sopportare un certo carico radiale.

Buona resistenza alla corrosione e all'aspetto (riferito specificamente a alberi lisci cromati):

Lo strato di cromo duro non è solo esteticamente gradevole, ma anche resistente alla ruggine, rendendolo adatto per apparecchiature con elevati requisiti estetici.

Standardizzazione e disponibilità

Esistono serie standard di diametri (ad esempio φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...). La lunghezza può essere personalizzata e la disponibilità sul mercato è ampia.

IV. Confronto con il nucleo delle guide lineari a sfera/roller (ad esempio MGN/HGH)

Caratteristica	Sistema Albero Lineare + Boccola	Guida Lineare a Sfere/Roller (ad esempio MGN/HGH)
Principio di Guida	L'albero ruota o rimane stazionario, mentre la bussola scorre/rotola lungo di esso. Tipicamente un aperto robusta.	Il blocco del carrello rotola lungo una guida di precisione. È un chiuso o semi-chiuso robusta.
Tipo di attrito	Attrito radente o attrito volvente a contatto puntiforme a bassa precisione.	Attrito volvente ad alta precisione (sferiche o rulli).
Rigidità	Basso. Funziona come un a braccio libero supporto, offrendo molto debole resistenza al ribaltamento e ai momenti laterali.	Molto alta. Progettato con contatto a quattro punti, che fornisce estremamente elevata resistenza al ribaltamento e ai momenti laterali.
Precision	Relativamente bassa. Soggetta a errori cumulativi derivanti dalla rettilineità dell'albero, dal gioco dei supporti e dal montaggio.	Molto alta. Grado di precisione elevato garantito in fabbrica (parallelismo, rettilineità), che offre un'accuratezza stabile dopo l'installazione.
Capacità di Carico	Accettabile per carichi radiali, ma quasi incapace di sopportare momenti di ribaltamento .	Elevata capacità di carico in tutte e quattro le direzioni, appositamente progettata per resistere ai momenti di ribaltamento .
VELOCITÀ OPERATIVA	Basso a medio. Soggetto a vibrazioni e generazione di calore ad alte velocità.	Adatto per alta velocità e alta accelerazione movimento.
Requisiti di installazione	Ingannevolmente semplice; raggiungere un'elevata precisione (ad esempio, parallelismo dell'albero doppio) è molto difficile , richiede standard elevati per la lavorazione della superficie di montaggio e la regolazione.	Presenta superfici di riferimento precise per il montaggio; la precisione è garantita semplicemente serrando le viti, offrendo una buona ripetibilità di installazione .
Tenuta & Durata	Struttura aperta, soggetta a contaminazione, richiede pulizia e lubrificazione frequenti, con conseguente durata relativamente più breve.	Guarnizioni multistrato integrate offrono resistenza a polvere e acqua, mantengono bene la lubrificazione e garantiscono una lunga durata.
Costo	Molto Basso (per i componenti stessi).	Alto
Svantaggio principale	Rigidità scarsa, bassa precisione e ridotta tolleranza ai momenti.	Alto costo
Filosofia applicativa	«Sufficientemente buono per un orientamento di base». Adatto ad applicazioni con carichi leggeri, a basso costo e non di precisione, senza forze laterali significative.	«Orientamento preciso e affidabile con capacità portante». Adatto ad applicazioni che richiedono elevati carichi, alta precisione, alta velocità ed elevata rigidità.

V. Campi applicativi tipici

Il sistema dell'asse ottico, grazie al suo estremo vantaggio in termini di costo, è ancora ampiamente utilizzato nei seguenti settori:

Automazione leggera non di precisione: meccanismo di alimentazione, meccanismo stop-stop, semplice meccanismo di sollevamento.
Attrezzature per ufficio e uso domestico: Le testine di scansione di stampanti, scanner e fotocopiatrici si muovono.
Attrezzature per il confezionamento nell'industria leggera: alberi guida ausiliari per macchine etichettatrici e macchine imballatrici.
stampante 3D (modello FDM in fascia bassa): Guida degli assi X/Y/Z.
Parti scorrevoli di porte, finestre e mobili.
Utilizzato come "albero guida" piuttosto che come "albero motore": ad esempio, quando abbinato a un vite a ricircolo di sfere, la vite è responsabile della trasmissione del moto e del carico, mentre l'albero liscio ha solo il compito di impedire la rotazione del piano di lavoro (barra anti-rotazione).

VI. Selezione e punti chiave per l'uso

Riconoscere i limiti: Prima di tutto, è necessario chiarire se l'applicazione richiede rigidità, precisione e coppia . In tal caso, si dovrebbero prendere direttamente in considerazione le guide lineari.
Selezione di diametro e lunghezza: Il diametro è il fattore principale che determina la rigidità. Maggiore è la lunghezza, maggiore deve essere il diametro richiesto per evitare flessioni dovute al peso proprio. Il rapporto d'aspetto (L/D) presenta solitamente limiti empirici.
Distanza tra i supporti (punto chiave): La distanza (campata) tra due punti di supporto deve essere il più breve possibile per minimizzare la deformazione da flessione. Per corsa lunghe, un multi-supporto deve essere adottata una struttura.
Selezione del cuscinetto abbinato: cuscinetti lineari a sfera (costo basso, alta velocità), cuscinetti lineari a rulli cilindrici (elevata capacità di carico, bassa velocità) o bocchette autolubrificanti (costo più basso, richiedono lubrificazione).
Parallelismo di installazione: Quando si utilizzano più assi ottici, assicurare un parallelismo assoluto è estremamente difficile ma fondamentale ; altrimenti si verificherà grippaggio e un forte aumento dell'usura. Per la regolazione sono necessari strumenti professionali.
È necessaria la lubrificazione: Anche quando si utilizzano cuscinetti lineari a sfera, è richiesta una lubrificazione regolare per ridurre l'usura e prevenire la ruggine (esclusi quelli in acciaio inossidabile e cromati).

L'asse ottico è il componente più fondamentale, economico, ma anche più limitato in termini di prestazioni nel mondo del movimento lineare. La sua essenza è una "barra precisa" , e i suoi vantaggi principali risiedono soltanto nel basso costo e nella struttura semplice . Nella moderna progettazione meccanica di precisione, viene sempre più sostituito da guide lineari a rotolamento che offrono un vantaggio prestazionale complessivo. Tuttavia, in quelle situazioni in cui il carico è estremamente leggero, i requisiti di precisione sono bassi, lo spazio è ampio e la pressione sui costi è elevatissima , il sistema ad asse ottico rimane un'opzione praticabile che non può essere ignorata. Scegliere l'asse ottico significa che i progettisti devono effettuare un chiaro e a volte difficile compromesso tra costo e Prestazioni .