Împărtășiți articolul:

Lagăre cu bile liniare – Selecție, instalare și întreținere

Lagărele cu bile liniare sunt componente importante în multe aplicații de inginerie mecanică. Funcția lagărelor cu bile liniare este de a permite o mișcare precisă și cu frecare redusă de-a lungul unei axe. Acest articol oferă îndrumări importante privind selectarea, instalarea și întreținerea lagărelor cu bile liniare, astfel încât să puteți fi siguri că găsiți lagărul potrivit pentru aplicația dvs. și să profitați la maximum de acesta.

Ce este un lagăr cu bile liniar și cum este construit?

Lagărele cu bile liniare sunt lagăre cu role cu o structură specială. De asemenea, acestea funcționează cu elemente rulante (bile). În general, termenul lagăr cu bile este folosit pentru a ne referi la o componentă care are un inel interior și exterior separate de bile (elemente de rulare) care sunt concepute pentru a susține un element rotativ. Totuși, un ghidaj liniar cu un lagăr cu bile liniar este conceput pentru a ghida o mișcare liniară de-a lungul unui ax cilindric cu cât mai puțină frecare posibil. În acest scop, un așa-numit mecanism cu bilă de recirculare este instalat într-un lagăr cu bile liniar. Mecanismul cu bilă de recirculare permite bilelor să se deplaseze liniar în raport cu arborele. La sfârșitul cursei, bilele sunt apoi returnate de o pistă de recirculare care nu intră în contact cu arborele. Lagărele cu bile liniare sunt concepuți pentru mișcări de înaltă precizie, strict liniare și nu pot efectua mișcării rotative.

Utilizarea unei unități de lubrifiere MX
Utilizarea unei unități de lubrifiere MX

 

  • (1) Inel de etanșare laterală
  • (2) Cilindru exterior
  • (3) Cușcă cu bile
  • (4) Bile din oțel
  • (MX) Unitate de lubrifiere
Structura lagărului liniar cu bile
Structura lagărului liniar cu bile

Lagărele cu bile liniare sunt utilizați împreună cu axele liniare. Mecanismul de mișcare liniară utilizează de obicei bile de rolă din oțel pentru o mișcare liniară nelimitată. Bilele de oțel funcționează continuu în interiorul șinei specificate a cuștii cu bile în timp ce rulează pe suprafața arborelui liniar. Lagărele cu bile liniare efectuează o mișcare liniară cu frecare mai mică și precizie ridicată în comparație cu lagărele simple. Lagărele cu bile liniare sunt utilizate în multe aplicații, cum ar fi echipamentele de manipulare a materialelor și liniile de producție a semiconductorilor.

Pe lângă lagărele cu bile liniare, există și alte forme de lagăre rulante care permit mișcarea liniară.  Acestea includ, de exemplu, ghidaje pentru cușca cu bile sau ghidaje cu ac. Pentru ghidajele cuștii cu bile, bilele sunt amplasate într-o cușcă care se rostogolește și alunecă pe suprafețele interioare și exterioare. Totuși, cușca reduce, de asemenea, la minimum calea, de aceea această formă de lagăre rulante este potrivită doar pentru mișcări liniare scurte. Ghidajele cu ac necesită un ax de ghidaj cu suprafețe plate pentru rularea elementelor de rulare. Acestea sunt proiectate similar ghidajului cuștii cu bilă, dar pot absorbi forțe mai mari din cauza elementelor de rulare în formă de ac. Forma acului previne, de asemenea, răsucirea. Cu toate acestea, ghidajele cu ac sunt adecvate numai pentru mișcări liniare scurte. Niciuna dintre forme nu are un mecanism de recirculare.

Lagărele cu bile liniare nu au în general o caracteristică antirotație. Alternativele de transfer al cuplului sunt arborii cu caneluri cu bile, denumiți și arbori de torsiune și ghidaje cu ac. Deoarece arborii cu caneluri pot fi utilizați și ca arbori de ghidare, dar nu sunt arbori pe bază de role, aceștia nu sunt luați în considerare aici.

Comparație între ghidajul liniar cu arbore de torsiune (imaginea din stânga) și ghidajul cu ace (imaginea din dreapta) Arbore (1), Cușcă cu bile (2), Corp (3), Element de rulare (4), Etanșare (5)
Comparație între ghidajul liniar cu arbore de torsiune (imaginea din stânga) și ghidajul cu ace (imaginea din dreapta) Arbore (1), Cușcă cu bile (2), Corp (3), Element de rulare (4), Etanșare (5)

Considerații preliminare pentru selectarea lagărelor cu bile liniare

O întrebare de bază pentru selectarea lagărelor cu bile liniare este: Care este forma arborelui? Lagărele cu bile liniare sunt concepute pentru utilizarea cu arbori rotunzi de înaltă precizie. În mod tipic, doi arbori liniari paraleli sunt utilizate ca o abordare bazată pe design pentru prevenirea posibilei rotații radiale a lagărelor cu bile liniare. Alternativ, șinele de profil cu dispozitive de transport pot fi utilizate și pentru valori nominale mai mari ale sarcinii sau atunci când spațiul este limitat.

Următoarea întrebare pe care trebuie să o adresați este: Cum este integrat lagărul cu bile liniar? Acest lucru are un impact asupra formei. Lagărele cu bile liniare cu flanșe pot fi, de exemplu, atașate direct la carcasă. Flanșa asigură un suport stabil și o distribuție uniformă a forței. Lagărele liniare cu carcase oferă o protecție mai mare a mediului față de lagărele liniare fără carcase, dar sunt mai puțin flexibile. Carcasele sunt mai ușor de instalat și au de obicei o oprire fixă care facilitează alinierea.

MISUMI are trei opțiuni de montare pentru lagărele cu bile liniare:

  • Fără flanșă: montare economică, ideală pentru designuri compacte și spațiu de instalare limitat
  • cu flanșă: flanșă rotundă/pătrată/compactă (oferă flexibilitate pentru poziționare și fixare)
  • cu formă de bloc/carcasă (oferă stabilitate și, prin urmare, capacitate de sarcină ridicată)

Tabelul următor oferă o prezentare generală a modelelor și a formelor disponibile, cum ar fi cu flanșă sau deschis:

Rulmenți liniari cu bile MISUMI - Prezentare generală după design și formă
Formă
Design Cu flanșă
(flanșă rotundă, flanșă compactă, flanșă pătrată)
Drept Unități rulmenți liniari cu bile
(bucșă în carcasă)
Flanșă pe suprafață (flush) Flanșă cu ghidaj (înfundată) Flanșă centrată Continuu cilindric Carcasă lată Blocuri înalte Bloc rulment
Unic  
Dublu
Lung          

În ultima etapă trebuie luate în considerare următoarele variabile de influență:

  • Condiții de mediu
  • Clasificarea sarcinii și viteza necesară
  • Precizie
  • Rezistență chimică
  • Număr de curse
  • Tip de sarcină

În funcție de tipul de sarcină, se poate alege, de exemplu, între lagăre cu bile liniare scurte sau simple sau lagăre cu bile liniare duble. Primele sunt mai adecvate pentru sarcini ușoare, dar nu și atunci când se exercită o sarcină mare pe moment (sarcină de decalare). Aici trebuie utilizate lagăre cu bile liniare duble/multiple. În general, lagărele cu bile liniare nu sunt adecvați pentru mișcarea rotativă. Pentru mișcările oscilante trebuie utilizat, de exemplu, un ghidaj cu ac. Pentru sarcini de șoc sau în medii cu murdărie crescută, lagărele simple pot fi, de asemenea, o posibilă alternativă la lagărele cu bile liniare. Alegerea materialului pentru elementele cu role depinde, de asemenea, de aplicație. Bilele din oțel au o duritate ridicată, sunt robuste și pot absorbi sarcini mari. Deși sunt eficiente din punct de vedere al costurilor, sunt și susceptibile la coroziune. Lagărele cu bile liniare cu corpuri de role din oțel inoxidabil sunt, prin urmare, cea mai bună alegere în medii umede. Capacitatea de sarcină și rezistența la influențele externe sunt, în consecință, cheia pentru selecția preliminară. Precizia este un alt factor de luat în considerare. În aplicațiile cu precizie ridicată, intervalul de toleranță a lagărelor nu trebuie să fie prea mare; se recomandă utilizarea unor lagăre cu bile liniare specializate și mai costisitoare. Ghidajele cuștii cu bile pot fi, de asemenea, o alternativă dacă ghidajul liniar este destinat să acopere doar o distanță scurtă de deplasare.

În aplicațiile cu precizie mai mică, utilizarea unui articol eficient din punct de vedere al costurilor poate fi adesea o alegere bună. Se recomandă evaluarea preciziei necesare. Costurile pot fi reduse și mai mult prin utilizarea articolelor cu valoare C. Lagărele liniare eficiente din punct de vedere al costurilor pot fi găsite, de exemplu, în magazinul MISUMI. Găsiți aceste variante introducând termenul de căutare „eficient din punct de vedere al costurilor” în câmpul de căutare. De asemenea, puteți găsi mai multe informații despre acest aspect în articolul nostru Lagărele simple - Reducerea costurilor cu produse eficiente din punct de vedere al costurilor.

De exemplu, sunt disponibile următoarele lagăre liniare rentabile:

Instrucțiuni de instalare a lagărului cu bile liniar

Instalarea precisă a lagărelor cu bile liniare este esențială pentru o funcționare completă. Alinierea exactă a componentelor lagărului este, de asemenea, importantă pentru a asigura un comportament de funcționare uniform. Este important să evitați introducerea forțată a axei la un unghi în lagăr, deoarece cușca cu bile se poate deteriora.

Mai jos sunt prezentate diverse variante de montare:

Montarea cu plăci opritoare și distanțier

Manșonul distanțier este conceput pentru a umple cu precizie spațiul dintre cele două lagăre creat de adâncimea componentei. Opririle previn alunecarea.

Plăcile opritoare permit designuri flexibile indiferent de lungimea carcasei. Lagărele cu bile și arborii liniari pot fi, de asemenea, instalați aproape de fețele de capăt. Plăcile opritoare pot fi utilizate și pentru a bloca lagărele cu bile liniare.

Exemplu de asamblare a 2 lagăre liniare cu bile cu manșon distanțier central și opritoare Arbore (1), Carcasă (2), Lagăr liniar cu bile (3), Distanțier (4), Placă de oprire (5)
Exemplu de asamblare a 2 lagăre liniare cu bile cu manșon distanțier central și opritoare Arbore (1), Carcasă (2), Lagăr liniar cu bile (3), Distanțier (4), Placă de oprire (5)

Montarea cu inele de fixare

Lagărele cu bile liniare drepte sunt de obicei echipate cu una sau două caneluri inelare. Dacă un inel de fixare este introdus în canelura inelului, acesta poate fi utilizat pentru a fixa lagărul care este fixat prin presare în carcasă. Dacă inelul de siguranță este introdus într-o canelură inelară de pe carcasă, acesta poate servi drept opritor lateral și astfel poate poziționa în siguranță lagărul cu bile liniar. Utilizarea inelelor de fixare este adecvată pentru constrângeri de spațiu și sarcini medii.

Exemplu de asamblare cu inele de siguranță Carcasă (1), Inel de siguranță (2). Reprezentare în imaginea din stânga: Inel de siguranță în canelura de siguranță a carcasei, în imaginea din dreapta: Versiune cu canelură dublă pentru inel de siguranță exterio
Exemplu de asamblare cu inele de siguranță Carcasă (1), Inel de siguranță (2). Reprezentare în imaginea din stânga: Inel de siguranță în canelura de siguranță a carcasei, în imaginea din dreapta: Versiune cu canelură dublă pentru inel de siguranță exterior

Montarea cu opritoare

De asemenea, sunt utilizate opritoare pentru poziționarea în siguranță a lagărului. Primul pas este introducerea lagărului cu bile liniar în alezajele de precizie corespunzătoare de pe carcasă. Opritoarele și carcasa sunt apoi înșurubate împreună, ceea ce cauzează deplasarea lagărului cu bile liniar de către opritoare până când opritoarele se sprijină pe peretele exterior al carcasei. Dacă este necesară o compensare suplimentară a lungimii, pot fi utilizate și elemente suplimentare de compensare și distanțiere.

Asamblarea unui lagăr liniar cu bile cu opritoare Carcasă (1), Opritor (2)
Asamblarea unui lagăr liniar cu bile cu opritoare Carcasă (1), Opritor (2)

Montarea cu flanșă

Montarea lagărelor cu bile liniare cu flanșă este o opțiune simplă, dar stabilă. Placa cu flanșă integrată garantează o rigiditate ridicată și o fixare fiabilă. În timpul instalării, este important să acordați atenție direcției (orificiu de trecere sau orificiu filetat) și suprafețelor de îmbinare. Există întotdeauna o suprafață de îmbinare pentru alinierea radială a lagărului cu bile liniar.

Pentru o integrare optimizată a lagărelor cu bile liniare, acestea sunt disponibile în versiunile cu flanșă frontală, flanșă centrală și flanșă cu ghidaj, precum și în diverse versiuni cu flanșă.

Exemplu de asamblare: Lagăr liniar cu bile cu flanșă Arbore (1), Lagăr liniar cu bile cu flanșă (2)
Exemplu de asamblare: Lagăr liniar cu bile cu flanșă Arbore (1), Lagăr liniar cu bile cu flanșă (2)

Recomandare pentru practicieni: Montare ușoară cu inel de prindere cuplat și manete cu came

Utilizarea unui inel de prindere sau a unei manete cu came facilitează montarea. Acest lucru poate fi foarte util, în special atunci când aliniați, de exemplu, o masă de poziționare pentru materiale în instalațiile manuale. Inelul de prindere permite poziționarea ușoară și sigură a mesei de material prin prinderea manuală a lagărelor cu bile liniare de pe arbore fără a deteriora arborele liniar.

Diverse variante de strângere
Diverse variante de strângere: Versiune ca lagăr liniar cu bile cu flanșă rotundă și manetă de strângere dreapta (1), Lagăr liniar cu bile cu flanșă rotundă și manetă de strângere stânga (2) , Unitate de lagăr liniar cu bile, formă de bloc lat cu manetă de strângere (3)

Întreținerea lagărului cu bile liniar

Lagărele cu bile liniare MISUMI sunt tratate cu ulei inhibitor de coroziune. Uleiul inhibitor de coroziune nu afectează vaselinele lagărelor. În plus, se poate utiliza o unitate de lubrifiere MX pentru lubrifierea continuă în timpul funcționării. Următoarele indică eficiența unităților de lubrifiere MX și oferă instrucțiuni suplimentare de întreținere.

Utilizarea unităților de lubrifiere MX

Unitățile de lubrifiere MX pot măsura lubrifierea.

S-a efectuat un test pe termen lung asupra unității de lubrifiere MX, fără întreținere.

  • LMU12: Fără lubrifiant/standard
  • LMU-MX12: Unitate de lubrifiere și ungere MX
  • Distanța de deplasare specificată în km
Test de anduranță cu și fără unitate de lubrifiere MX
Test de anduranță cu și fără unitate de lubrifiere MX

Au fost utilizate următoarele condiții de testare: Ca probă s-a utilizat un lagăr cu bile liniar LMU12 cu ulei inhibitor de coroziune și un lagăr cu bile liniar LMUX12 cu unitate lubrifiantă MX. Alți parametri:

  • Sarcină efectivă: 206 N (50% din sarcina dinamică nominală de 412 N)
  • Viteză medie: 42 m/min (0,7 m/s)
  • Lubrifiant: vaselină lubrifiantă, numai umplere inițială (numai LMU-MX12)
  • Material arbore: EN 1.3505 Equiv. 58HRC
  • Funcționare: funcționare continuă timp de 24 de ore

Rezultatul testului de anduranță: Cu o sarcină de testare eficientă de 50% din capacitatea de sarcină, designul cu unitatea de lubrifiere MX a obținut o ieșire continuă de 2,5 ori mai lungă decât fără unitatea de lubrifiere MX. Acestea sunt valori de referință care nu sunt considerate garanție a producătorului.

Utilizarea unei unități de lubrifiere MX
Utilizarea unei unități de lubrifiere MX

Eroare de montare – Flanșă și alezaje înecate sau orificiu de trecere

Următoarea figură prezintă manipularea corectă și incorectă a lagărelor cu bile liniare cu flanșă și unitate de lubrifiere:

Reprezentarea manipulării corecte și incorecte a unităților de lubrifiere MX
Reprezentarea manipulării corecte și incorecte a unităților de lubrifiere MX

Unitățile de lubrifiere MX nu trebuie utilizate niciodată ca ghid, așa cum se arată aici în Figura (2). Acest lucru poate deteriora carcasa. În schimb, utilizați un lagăr cu bile liniar cu flanșă și ghidaj, așa cum este prezentat aici ca exemplu de montare în Figura (3) sau comutați la un design cu flanșă de capăt, care este prezentat ca exemplu de montare în Figura (1). Dezasamblarea unității de lubrifiere MX și a lagărelor cu bile liniari va cauza erori și trebuie evitată.

Instrucțiuni generale de lubrifiere

Rândurile cu bile din lagărele cu bile liniare trebuie gresate înainte și în timpul utilizării. Acest lucru reduce frecarea și uzura. Vaselina creează un strat între bile și suprafețele de rulare, care previne în același timp griparea. Versiunile pentru vaselină L, G și H sunt disponibile pentru cerințe specifice. Acestea sunt adaptate la diferite condiții de funcționare și sarcini.

O placare LTBC extinde, de asemenea, durata de viață a lagărelor cu bile liniare și a arborelui liniar. Acoperirea cu crom negru la temperatură joasă (LTBC) protejează împotriva coroziunii și minimizează reflexia. Aflați mai multe despre suprafețele cu reflexie scăzută, LTBC și alte opțiuni pe acest blog.