Eixo linear da série WC/WCS

Um eixo liso refere-se a um eixo metálico reto cuja superfície passou por um processamento preciso (geralmente retificação), possui forma cilíndrica e apresenta alta precisão dimensional, alta retilineidade e baixa rugosidade superficial. É um componente básico em si mesmo e precisa ser utilizado em conjunto com rolamentos lineares (como rolamentos lineares de esferas e rolamentos lineares de rolos agulha) ou buchas deslizantes para formar um sistema de movimento linear.

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Introdução

I. Posicionamento e Definição

Posicionamento: Componentes padronizados de alta precisão para trilhos de guia de movimento linear cilíndricos. É um componente essencial dos sistemas de orientação linear com fricção deslizante ou rolamento simples sistemas de orientação linear.

Característica principal: " suave "reflete-se principalmente em:

Superfície Suave: Após retificação e polimento finos, a rugosidade superficial é baixa (normalmente abaixo de Ra0,8).
Formato puro: É normalmente um cilindro de diâmetro igual sem roscas, chanfros ou degraus (pode haver furos roscados em uma ou ambas as extremidades para instalação, mas a parte guia permanece lisa).
Alta Precisão: Apresenta tolerância rigorosa de diâmetro, tolerância de circularidade e extrema alta retilineidade .

II. Estrutura Central e Tipos

Classificados por material e tratamento térmico:

Eixo liso de aço carbono comum: como aço 45#, têmpera superficial por alta frequência. Econômico, com dureza moderada (HRC50-55) e resistência ao desgaste média, é adequado para cargas leves.
Eixo liso de aço para rolamentos: por exemplo, GCr15 (SUJ2), temperado integralmente. É o mais comumente utilizado, com alta dureza (HRC58-62), boa resistência ao desgaste e excelente tenacidade no núcleo.
Eixo liso de aço inoxidável: por exemplo, SUS440C, temperado. Resistente à ferrugem e corrosão, usado em ambientes alimentícios, médicos e limpos.
Eixo liso cromado: Cromo duro é depositado sobre uma base de aço carbono ou aço para rolamentos. Possui maior dureza superficial, é mais resistente à corrosão e ao desgaste, e apresenta aparência brilhante.

Classificado por grau de precisão:

Grau Padrão: Utilizado em equipamentos automatizados gerais.
Classe de precisão: Maior retilineidade, utilizado em instrumentos de precisão.
Grau de alta precisão: Utilizado para medição de alta precisão e equipamentos ópticos.

Classificado por estrutura:

Eixo óptico sólido: O mais comum.
Eixo liso oco: Reduz o peso e pode ser usado para passagem de cabos ou circulação de fluido refrigerante.

III. Características Centrais e Vantagens

Extremamente alto custo-benefício

Comparado com guias lineares de esferas/rolos, a combinação de um eixo liso e rolamentos lineares é a solução de orientação linear de menor custo que é altamente adequada para aplicações sensíveis ao custo e onde os requisitos de carga e precisão não são extremos.

Design flexível e instalação relativamente simples

O próprio eixo óptico possui uma estrutura simples e pode ser facilmente fixado à estrutura por meio do suporte do eixo (tipo flange ou tipo quadrado) . O layout é flexível e pode alcançar eixo único, duplo eixo ou até mesmo multi-eixo estruturas de suporte.

O sistema é abre e fácil de montar e manter.

Possui desempenho cinético básico

Quando usado em conjunto com rolamentos lineares, pode-se obter um movimento linear suave. Embora a resistência ao atrito seja maior do que a dos guias de esferas, é muito menor do que a do atrito deslizante comum.

Pode suportar uma certa carga radial.

Boa resistência à corrosão e aparência (referindo-se especificamente a eixos lisos cromados):

A camada de cromo duro não é apenas esteticamente agradável, mas também resistente à ferrugem, tornando-a adequada para equipamentos com requisitos elevados em relação à aparência.

Padronização e Disponibilidade

Existem séries de diâmetros padronizados (como φ6, φ8, φ10, φ12, φ16, φ20, φ25...). O comprimento pode ser personalizado e a oferta no mercado é abundante.

IV. Comparação com o núcleo de guias lineares de esferas/rolos (por exemplo, MGN/HGH)

Característica	Sistema de Eixo Linear + Bucha	Guia Linear de Esferas/Rolos (por exemplo, MGN/HGH)
Princípio de Orientação	O eixo gira ou permanece estacionário, enquanto a bucha desliza/rola ao longo dele. Tipicamente um abre estrutura.	O bloco da carroçaria rola ao longo de um trilho de precisão. É um fechado ou semi-fechado estrutura.
Tipo de fricção	Atrito deslizante ou atrito de rolamento em ponto de baixa precisão.	Atrito de rolamento de alta precisão (esferas ou rolos).
Rigidez	Baixo. Age como um consola suporte, oferecendo muito fraco resistência ao tombamento e momentos laterais.	Muito alta. Projetado com contato de quatro pontos, proporcionando extremamente forte resistência ao tombamento e momentos laterais.
Precisão	Relativamente baixa. Sujeita a erros cumulativos provenientes da retilineidade do eixo, folga das buchas e instalação.	Muito alta. Precisão de grau elevado garantida pela fábrica (paralelismo, retilineidade), oferecendo precisão estável após a instalação.
Capacidade de Carga	Aceitável para cargas radiais, mas quase incapaz de suportar momentos de tombamento .	Alta capacidade de carga nas quatro direções, especificamente projetada para resistir a momentos de tombamento .
VELOCIDADE DE OPERAÇÃO	Baixa a média. Propensa a vibração e geração de calor em altas velocidades.	Adequado para alta velocidade e alta aceleração movimento.
Requisitos de Instalação	Enganadoramente simples; alcançar alta precisão (por exemplo, paralelismo de dois eixos) é muito difícil , exigindo altos padrões para usinagem da superfície de montagem e ajuste.	Apresenta superfícies de referência de montagem de precisão; a precisão é garantida simplesmente pelo aperto de parafusos, oferecendo boa repetibilidade de instalação .
Vedações & Vida útil	Estrutura aberta, propensa à contaminação, requer limpeza e lubrificação frequentes, resultando em uma vida útil relativamente mais curta.	Vedações multicamadas integradas proporcionam resistência à poeira e à água, mantêm bem a lubrificação e oferecem longa vida útil.
Custo	Muito Baixo (para os componentes em si).	Alto
Desvantagem Principal	Rigidez pobre, baixa precisão e baixa tolerância a momentos.	Alto custo
Filosofia de Aplicação	“Bom o suficiente para orientação básica.” Adequado para aplicações com carga leve, baixo custo, não precisas e sem forças laterais significativas.	“Orientação precisa e confiável com suporte de carga.” Adequado para aplicações que exigem alta carga, alta precisão, alta velocidade e alta rigidez.

V. Campos de Aplicação Típicos

O sistema de eixo óptico, com sua vantagem extrema de custo, ainda é amplamente utilizado nos seguintes campos:

Automação leve de precisão não elevada: mecanismo de alimentação, mecanismo de parada, mecanismo de elevação simples.
Equipamentos de escritório e domésticos: As cabeças de varredura de impressoras, scanners e copiadoras se movem.
Equipamentos de embalagem da indústria leve: eixos guia auxiliares para máquinas de rotulagem e máquinas de embalagem.
impressora 3D (modelo FDM de baixa gama): Orientação dos eixos X/Y/Z.
Peças deslizantes de portas, janelas e móveis.
Usado como "eixo guia" e não como "eixo de transmissão": por exemplo, quando combinado com um parafuso esférico, o parafuso é responsável pela movimentação e sustentação da carga, enquanto o eixo liso é responsável apenas por impedir a rotação da mesa (haste anti-rotação).

VI. Seleção e Pontos Chave para Uso

Reconheça as limitações: Primeiramente, é necessário esclarecer se a aplicação possui requisitos de rigidez, precisão e torque . Se for esse o caso, devem-se considerar diretamente os guias lineares.
Seleção de diâmetro e comprimento: O diâmetro é o fator principal que determina a rigidez. Quanto maior o comprimento, maior deve ser o diâmetro exigido para evitar deformação por flexão devido ao próprio peso. A relação entre comprimento e diâmetro (L/D) geralmente possui limites empíricos.
Distância entre apoios (chave): A distância (vão) entre dois pontos de apoio deve ser a menor possível para minimizar a deformação por flexão. Para cursos longos, um suporte múltiplo a estrutura deve ser adotada.
Seleção de rolamentos pareados: rolamentos lineares de esferas (baixo custo, alta velocidade), rolamentos lineares de roletes agulha (alta capacidade de carga, baixa velocidade) ou buchas sem óleo (menor custo, requer lubrificação).
Paralelismo de instalação: Ao utilizar múltiplos eixos ópticos, garantir o paralelismo absoluto é extremamente difícil, mas crucial ; caso contrário, isso levará a travamentos e um acentuado aumento do desgaste. Ferramentas profissionais são necessárias para o ajuste.
Lubrificação é necessária: Mesmo ao usar rolamentos lineares de esferas, é necessária lubrificação regular para reduzir o desgaste e prevenir ferrugem (exceto nos casos de aço inoxidável e cromados).

O eixo óptico é o componente mais fundamental, econômico, mas também mais limitado em desempenho no mundo do movimento linear. Sua essência é um "bastão preciso" , e suas principais vantagens residem apenas em baixo custo e estrutura simples . Na moderna engenharia mecânica de precisão, está sendo progressivamente substituído por guias lineares rolantes, que possuem vantagem abrangente em desempenho. No entanto, naqueles casos em que a carga é extremamente leve, os requisitos de precisão são baixos, o espaço é amplo e a pressão de custo é enorme , o sistema de eixo óptico continua sendo uma opção viável que não pode ser ignorada. Escolher o eixo óptico significa que os projetistas devem fazer uma compensação clara e, às vezes difícil, entre custo e Desempenho .