Wał liniowy serii WC/WCS

Oś gładka to metalowa prosta oś, której powierzchnia została poddana precyzyjnej obróbce (zazwyczaj szlifowaniu), ma kształt walcowy i charakteryzuje się wysoką dokładnością wymiarową, dużą prostoliniowością oraz niską chropowatością powierzchni. Jest ona samodzielnym podstawowym elementem, który należy wykorzystywać w połączeniu z łożyskami liniowymi (takimi jak łożyska kulkowe liniowe lub igiełkowe łożyska liniowe) albo tulejami ślizgowymi, tworząc układ ruchu liniowego.

Appurtenance:

POBIERZ:

Wprowadzenie

I. Główne pozycjonowanie i definicja

Pozycjonowanie: Komponenty wysokiej precyzji, standaryzowane cylindryczne prowadnice liniowe. Jest to komponentem podstawowym tarcia ślizgowego lub prostego toczenia systemów prowadzenia liniowego.

Główna cecha: " gładki "głównie odzwierciedla się w:

Gładka powierzchnia: Po dokładnym szlifowaniu i polerowaniu chropowatość powierzchni jest niska (zwykle poniżej Ra0,8).
Czysta forma: Zazwyczaj walec o jednakowym średnicy bez gwintów, wpustów lub stopni (może występować gwint w jednym lub obu końcach do montażu, ale część prowadząca pozostaje gładka).
Wysoka precyzja: Charakteryzuje się ścisłą tolerancją średnicy, tolerancją okrągłości oraz bardzo wysoką prostoliniowością .

II. Konstrukcja rdzenia i typy

Klasyfikacja według materiału i obróbki cieplnej:

Gładki wał ze stali węglowej: np. stal 45#, powierzchniowe hartowanie wysokoczęstotliwościowe. Tani, o umiarkowanej twardości (HRC50-55) i przeciętnej odporności na zużycie, nadaje się do małych obciążeń.
Gładki wał ze stali łożyskowej: na przykład GCr15 (SUJ2), hartowany całkowicie. Najczęściej stosowany, o wysokiej twardości (HRC58-62), dobrej odporności na zużycie i doskonałej ciągliwości rdzenia.
Gładki wał ze stali nierdzewnej: na przykład SUS440C, ulega hartowaniu. Odporny na rdzę i korozję, stosowany w przemyśle spożywczym, medycznym oraz w czystych środowiskach.
Gładki wał chromowany: Twardy chrom jest napylany na podłoże ze stali węglowej lub stali łożyskowej. Ma wyższą twardość powierzchni, lepszą odporność na korozję i zużycie oraz błyszczący wygląd.

Podział według klasy dokładności:

Klasa standardowa: Stosowany w ogólnym sprzęcie automatycznym.
Klasa precyzji: Wyższa prostoliniowość, stosowana w precyzyjnych instrumentach.
Klasa wysokiej dokładności: Stosowane w wysokoklasowych urządzeniach pomiarowych i optycznych.

Klasyfikacja według budowy:

Solidna oś optyczna: Najczęstsza odmiana.
Hollow smooth shaft: Zmniejsza wagę i może być wykorzystywana do przewodzenia przewodów lub przepływu chłodziwa.

III. Główne cechy i zalety

Ekstremalnie wysoka opłacalność

W porównaniu z prowadnicami liniowymi kulkowymi/rolkowymi, kombinacja gładki wał i podkładki liniowe jest najtańsze rozwiązanie prowadzenia liniowego, które jest bardzo odpowiednie dla zastosowań wrażliwych na koszty oraz tam, gdzie wymagania dotyczące obciążenia i dokładności nie są ekstremalne.

Elastyczna konstrukcja i stosunkowo prosta instalacja

Właściwy wał optyczny ma prostą strukturę i może być łatwo zamocowany do ramy poprzez uchwyt wału (typu kołnierzowego lub kwadratowego) . Układ jest elastyczny i może realizować oś pojedynczą, podwójną, a nawet wieloosiową konstrukcje nośne.

System jest otwórz łatwym w montażu i konserwacji.

Posiada podstawowe parametry wydajnościowe

W połączeniu z łożyskami liniowymi można osiągnąć gładki ruch liniowy. Chociaż opór tarcia jest wyższy niż w przypadku prowadnic kulowych, to znacznie niższy niż przy zwykłym tarciu ślizgowym.

Może przenosić określone obciążenie promieniowe.

Dobra odporność na korozję i estetyczny wygląd (szczególnie odnosząc się do chromowanych wałów gładkich):

Warstwa chromu twardzielonego nie tylko wygląda estetycznie, ale również zapobiega rdzy, co czyni ją odpowiednią dla urządzeń o wysokich wymaganiach estetycznych.

Standaryzacja i dostępność

Istnieją standardowe serie średnic (np. φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...), długość może być dostosowana indywidualnie, a podaż na rynku jest obfita.

IV. Porównanie z rdzeniem kulowych/rolkowych prowadnic liniowych (np. MGN/HGH)

Cechy	Układ Wał Liniowy + Bushing	Kulowa/Rolkowa Prowadnica Liniowa (np. MGN/HGH)
Zasada przewodnia	Wał obraca się lub pozostaje nieruchomy, podczas gdy panewka ślizga się/toczy po nim. Zazwyczaj otwórz struktura.	Blok wózka toczy się po precyzyjnej szynie. To jest zamknięty lub półzamknięty struktura.
Typ tarcia	Tarcie ślizgowe lub tarcie toczne o niskiej dokładności w punkcie kontaktu.	Tarcie toczne wysokiej dokładności (kulki lub wałki).
Sztywność	Niski. Działa jako cantilever podpora, oferując bardzo słabe oporność na przewracanie i momenty boczne.	Bardzo wysoka. Zaprojektowane z kontaktem w czterech punktach, zapewniające wyjątkowo silne oporność na przewracanie i momenty boczne.
Dokładność	Względnie niskie. Podatne na skumulowane błędy wynikające z prostoliniowości wału, luzów w tulejach i montażu.	Bardzo wysoka. Gwarantowany wysoki stopień dokładności (równoległość, prostoliniowość) od producenta, oferuje stabilną dokładność po instalacji.
Nośność	Akceptowalne dla obciążeń radialnych, ale prawie niemożliwe do przenoszenia momentów przewracających .	Wysoka nośność we wszystkich czterech kierunkach, specjalnie zaprojektowane, aby wytrzymać momenty przewracające .
Prędkość robocza	Niski do średniego. Podatny na wibracje i generowanie ciepła przy wysokich prędkościach.	Odpowiedni dla wysokiej prędkości i wysokiego przyspieszenia ruch.
Wymagania dotyczące instalacji	Złudnie proste; osiągnięcie wysokiej precyzji (np. równoległość dwóch wałów) jest bardzo trudne , wymagające wysokich standardów obróbki powierzchni montażowej i regulacji.	Posiada precyzyjne powierzchnie odniesienia montażowego; precyzja jest zapewniana poprzez samo dokręcenie śrub, ofruje dobrą powtarzalność montażu .
Uszczelnienie i żywotność	Otwarta struktura, podatna na zanieczyszczenia, wymaga częstego czyszczenia i smarowania, co skutkuje stosunkowo krótszym okresem życia.	Zintegrowane uszczelnienia wielowarstwowe zapewniają odporność na kurz i wodę, dobrze utrzymują smarowanie oraz oferują długi okres życia.
Koszt	Bardzo niska (dotyczy samych komponentów).	Wysoki
Główna wada	Słaba sztywność, niska dokładność i mała tolerancja na momenty.	Wysoki koszt
Filozofia zastosowania	„Wystarczająco dobre dla podstawowego prowadzenia.” Odpowiednie do lekkich obciążeń, tanich, nielotnych zastosowań bez znaczących sił bocznych.	„Precyzyjne i niezawodne prowadzenie oraz nośność.” Odpowiednie dla zastosowań wymagających dużego obciążenia, wysokiej precyzji, dużej prędkości i wysokiej sztywności.

V. Typowe dziedziny zastosowań

System osi optycznych, ze względu na ekstremalną korzyść kosztową, jest nadal powszechnie stosowany w następujących dziedzinach:

Lekka automatyzacja bez wysokiej precyzji: mechanizm doprowadzania, mechanizm stop-stop, proste mechanizmy podnoszące.
Sprzęt biurowy i użytku domowego: Głowice skanujące drukarek, skanerów i kopiarek poruszają się.
Sprzęt do pakowania w przemyśle lekkim: pomocnicze wały prowadzące dla maszyn etykietujących i pakujących.
drukarka 3D (model niskopółkowy FDM): Prowadzenie osi X/Y/Z.
Części ślizgowe drzwi, okien i mebli.
Używany jako „wał prowadzący” zamiast „wału napędowego”: na przykład, gdy jest połączony z śrubą toczną, to właśnie śruba odpowiada za napęd i przenoszenie obciążenia, podczas gdy gładki wał tylko zapobiega obracaniu się stołu roboczego (pręt antyobrotowy).

VI. Dobór i kluczowe punkty użytkowania

Zapoznaj się z ograniczeniami: Przede wszystkim konieczne jest ustalenie czy aplikacja stawia wymagania dotyczące sztywności, precyzji i momentu obrotowego . Jeśli tak, należy od razu rozważyć zastosowanie prowadnic liniowych.
Dobór średnicy i długości: Średnica jest głównym czynnikiem decydującym o sztywności. Im większa długość, tym większa wymagana średnica, aby zapobiec wygięciu pod wpływem własnej wagi. Stosunek długości do średnicy (L/D) ma zazwyczaj empiryczne ograniczenia.
Odstęp między podporami (kluczowy): Odległość (rozpiętość) między dwoma punktami podparcia musi być jak najkrótsza, aby zminimalizować odkształcenie giętne. W przypadku długich suwów, wielopodporowa konstrukcja musi zostać zastosowana.
Wybór łożysk parowanych: łiniowe łożyska kulkowe (niski koszt, wysoka prędkość), liniowe łożyska igiełkowe (duża nośność, niska prędkość) lub ślizgowe tuleje bezsmarowe (najniższy koszt, wymagają smarowania).
Równoległość montażu: W przypadku użycia wielu osi optycznych, zapewnienie absolutnej równoległości jest niezwykle trudne, lecz kluczowe ; w przeciwnym razie dojdzie do zaklinowania i gwałtownego wzrostu zużycia. Do regulacji wymagane są narzędzia specjalistyczne.
Konieczne jest smarowanie: Nawet przy użyciu łożysk kulowych liniowych wymagane jest regularne smarowanie, aby zmniejszyć zużycie i zapobiec korozji (z wyjątkiem wykonanych ze stali nierdzewnej i chromowanych).

Oś optyczna to najbardziej podstawowy, ekonomiczny, ale również najbardziej ograniczony pod względem wydajności komponent w świecie ruchu liniowego. Jego istotą jest "precyzyjny pręt" , a jego główne zalety polegają wyłącznie na niskim koszcie i prostej konstrukcji . W nowoczesnym projektowaniu precyzyjnych maszyn coraz częściej zastępowany jest on prowadnicami liniowymi tocznymi, które oferują kompleksową przewagę pod względem wydajności. Niemniej jednak w sytuacjach, gdy obciążenie jest bardzo niewielkie, wymagania dotyczące dokładności są niskie, przestrzeń jest duża, a presja kosztów ogromna , system osi optycznej pozostaje nie do ignorowania opcją możliwą do zastosowania. Wybór osi optycznej oznacza, że projektanci muszą dokonać jasnego, a czasem trudnego kompromisu pomiędzy koszt i Wydajność .