Áruházunkat magyarra fordítjuk!
Mivel sok termék van az oldalunkon, ez időbe fog telni. Addig is a termékkatalógusunk angol nyelven lesz elérhető. Megértésüket köszönjük!
Lineáris tengelyek: A MISUMI lineáris tengelyekre vonatkozó pontossági szabványai
A lineáris tengelyek a lineáris vezetők egy alcsoportját képezik, és stabilitást és pontosságot biztosítanak a lineáris mozgásrendszerekben. A lineáris tengelyekre különböző precizitási követelmények érvényesek annak érdekében, hogy a mozgások alacsony súrlódással, pontosan és megbízhatóan történjenek. Ezek a követelmények meghatározzák a kerekséget, az egyenességet, a merőlegességet, valamint a lineáris tengely koncentrikusságát. A MISUMI standard és precíziós változatban kínál lineáris tengelyeket. Ebben a cikkben megismerheti a különböző jellemzőket, hogy mikor melyik változatot kell használni, és hogy mik a precizitási követelmények.
A lineáris tengelyek legfontosabb pontossági paraméterei
A lineáris tengelyek tipikus precíziós paraméterei az egyenesség, a kerekség, a merőlegesség és a koncentrikusság. Ezek befolyásolják a telepített lineáris tengelyek és a teljes rendszer pontosságát, stabilitását és élettartamát, amelyben a lineáris tengelyek telepítve vannak. Még a kisebb eltérések is fokozott kopáshoz, vibrációhoz vagy pozicionálási hibákhoz vezethetnek. Ebben az összefüggésben a mérettoleranciák és az illesztés kiválasztása fontos szempont a gyártáshoz és a lineáris tengelyek használatához. Az alaktűrés a geometriai tengelyforma megengedhető eltérését írja le az ideális névleges mérettől, míg a pozíciótűrés a tengely ideális helyzetétől vagy beállításától való megengedhető eltérést írja le.
- (D) átmérő
- (K) egyenesség
- (M) kerekség
- (L) munkahossz
- (Y) eredményül kapott teljes hossz
- (F) lépés, bal
- (P) menet- vagy lépésátmérő, bal
- (S) menethossz lépés, jobb
- (T) lépés, jobb
- (B) menethossz lépés, bal
- (Q) menet. vagy lépésátmérő, jobb
A beszerzési forrás kiválasztásának kulcsfontosságú feltétele a precíziós szabványoknak való megfelelés is. A portugáliai gyártóüzem lehetővé teszi a MISUMI számára, hogy precíziós alkatrészeket gyártson az EU-n belül. A MISUMI számára ez az időben történő szállítások magas aránya, a viszonylag rövid szállítási útvonalak és az európai szabványoknak megfelelő anyagok révén jelent előnyöket.
A következő rész részletesen tárgyal néhány kulcsfontosságú paramétert:
A lineáris tengelyek kereksége
A kerekség azt írja le, hogy a tengely keresztmetszete milyen pontosan felel meg egy matematikailag tökéletes körnek. A nagy kerekség egyenletes csapágyterhelést és nagy teljesítményt biztosít. Néhány milliméteres eltérés előterheléshez vezethet, ami a lineáris tengely és csapágy gyorsabb kopását okozza. A nagy pontosságú alkalmazások ezért szoros kerekségi tűréseket igényelnek.
A kifutás és a kerekség nem ugyanaz. A kifutás azt írja le, hogy a tengely hogyan forog a forgástengely körül, a tengely rögzített pontján mérve. Ezt az ideális tengelytől való eltérést leíró ún. ütéstűrések határozzák meg.
- (1) Tengely
- (2) Ideális kerek tengelyátmérő
- (3) Eltérés a valós átmérőtől
Az alábbi táblázat az M kerekséget mutatja a D és az ISO-tűrés függvényében:
| ISO tűrés | ||
|---|---|---|
| Példa D átmérőre | g6, h6 - edzett tengely | f8 - Nem edzett tengely |
| M kerekség | M kerekség | |
| 10 | 0.004 | 0.011 |
| 16 | 0.005 | 0.014 |
| 30 | 0.006 | 0.017 |
| 50 | 0.007 | 0.02 |
Külső átmérő eltérései
A szűk tűréshatárokon belüli pontos külső átmérő különösen fontos, ha nagy pontosságú és simaságú vezetésre van szükség. A holtjáték nélküli pontos illesztéshez is fontos, vagy ha bizonyos típusú illeszkedésre van szükség, például az interferenciaillesztésre.
Míg a precíziós változat megengedett eltérése 0,02 mm, a standard változat 0,1 mm eltérési tűrést ad meg.
Lineáris tengely egyenessége
Az egyenesség a tengely teljes hosszára érvényes illeszkedés pontosságát írja le. Nem térhet el az ideális vonaltól. Minél pontosabb az egyenesség, annál pontosabbak és egyenletesebbek a vezetett alkatrészek mozgása. Az egyenesség méréséhez 3D-koordinátamérő gép és szonda használható.
A következő táblázat a lineáris tengelyegyenesség MISUMI által alkalmazott precíziós szabványait mutatja a D és L értékek függvényében:
| g6, h6 - Edzett tengely |
f8 - Nem edzett tengely |
|||
|---|---|---|---|---|
| L | D | K egyenesség | L | K egyenesség |
| * | 3 és 4 | ≤ (L/100)x0.05 | ≤ 100 | ≤ 0.025 |
| * | 5 | ≤ (L/100)x0.03 | ||
| ≤ 100 | 6–50 | ≤ 0.01 | > 100 | ≤ (L/100)x0.025 |
| > 100 | ≤ (L/100)x0.01 | |||
Lineáris tengelyek koncentrikussága
A tengely koncentrikussága alatt azt értjük, hogy például egy tengely külső átmérőjének és az elülső oldalon lévő csapeltolásnak a forgástengelyei milyen pontosan vannak egymáshoz igazítva. Minél nagyobb a koncentrikusság, annál egyenletesebb a rotációs viselkedés. Ezért a kifutás és a koncentrikusság közvetlen kapcsolatban áll egymással. A nem forgó lineáris tengelyek esetében a koncentrikusság a legfontosabb az igazítás pontossága szempontjából.
Lineáris tengely merőlegessége
A merőlegesség biztosítja, hogy a lineáris tengely pontosan 90°-os szöget zárjon be más rendszerkomponensekkel. A merőlegesség hiányában feszültségek és laterális nyíróerők fordulhatnak elő. Ezek befolyásolják a vezetést, a súrlódást és a mozgást.
Hosszeltérések
A következő táblázat az L vagy Y méret eltérési tűréseit mutatja a munkadarab hosszának függvényében.
| Méret L/(Y) | g6, h6 - edzett tengely | f8 - Nem edzett tengely | |
|---|---|---|---|
| fölött | vagy alacsonyabb | Tűrés | |
| > 3 | ≤ 6 | ±0.1 | |
| > 6 | ≤ 30 | ±0.2 | |
| > 30 | ≤ 120 | ±0.3 | |
| > 120 | ≤ 400 | ±0.5 | |
| > 400 | ≤ 1000 | ±0.8 | |
| > 1000 | ≤ 1500 | ±1.2 | |
Falvastagság eltérése
Az üreges tengelyek falvastagsága befolyásolja a lineáris tengely általános stabilitását és hajlítószilárdságát. Ebben az esetben az anyag- és/vagy súlymegtakarításra összpontosítunk. Ugyanakkor a falvastagság befolyásolja a tengely deformációját a centroid eltolásával. A tengely deformálódik különböző fokokban (lásd még: Koncentrikusság), a tengelyre ható radiális erő irányától függően. A belsőmenetes csatlakozásoknál a falvastagság szintén befolyásolja az illesztés pontosságát.
Az alábbi táblázat áttekintést nyújt az EN 1.3505 és EN 1.4125 ekvivalens anyagból készült tengelyek megengedett üreges tengelyfalvastagság-eltéréseiről.
| D | EN 1.3505 Equiv. Falvastagság eltérési érték |
EN 1.4125 Equiv. Falvastagság eltérési érték |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | ≤ 0.3 | - | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 | ≤ 0.4 | ≤ 1.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 | ≤ 4.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 16 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 25 | ≤ 0.6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30 | ≤ 1.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 35 | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | ≤ 1.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 50 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
A helyes választás: A standard és precíziós kialakítások közötti különbségek
A MISUMI standard és precíziós változatban gyárt lineáris tengelyeket. A két változat különbözik, pl. kerekség és egyenesség, tengelytűrési osztályok, felületkezelés, anyag, az anyag keménysége és alkalmazásaik tekintetében.
A témával kapcsolatos további információkért tekintse meg blogjainkat a keménységtesztekről (az anyagválasztás szempontjából releváns) és a felületi érdesség alapjairól (a lineáris tengelyek pontossága és élettartama szempontjából releváns).
A tengelyek gyártásához használt anyagok a következők:
Anyag: CF53 precíziós anyag (DIN/EN)
A CF53 anyag, vagy az 1.1213 európai anyag, egy ötvözetlen edzett acél. Vegyi összetétele szénből, szilíciumból, mangánból, foszforból és kénből áll. A CF53 alkalmas indukciós és lángkeményítésre, ezért nagy mechanikai terheléssel járó alkalmazásokban használható. Gyakran használják az autóiparban, például tengelyalkatrészekben vagy vezetőoszlopokban. A CF53 körülbelül 0,5%-os átlagos széntartalmának köszönhetően esztergálással, marással és csiszolással pontosan megmunkálható. Az induktív keményítésnek köszönhetően nagy méretstabilitás érhető el. Ezért könnyen adaptálható precíziós tengelyek gyártásához.
Anyag: C45 (JIS) precíziós anyag
A C45 (JIS) anyag megfelel az 1.0503 számú európai anyagnak, melynek rövid neve DIN/EN S45C. Ez egy ötvözetlen edzett vagy szerkezeti acél, nagyon egységes szemcsés szerkezettel és magas széntartalommal. Nagy szilárdsága, hajlékonysága és kopásállósága miatt népszerű acél gépészeti alkalmazásokhoz. A C45 csak a határértékeken belül keményíthető meg. Teljes átkeményedés nem lehetséges, de nagy élkeménység érhető el.
Anyag: SUJ2 (JIS) precíziós anyag
Az SUJ2 (JIS) anyag megfelel az 1.3505 számú európai anyagnak, melynek rövid neve DIN/EN 100 Cr6, és gördülő csapágyazott acél. Gördülőcsapágyak gyártására használják, de kopásnak kitett alkatrészek gépészmérnöki alkalmazásainál is használják.
Anyag: SUS304 (JIS) precíziós anyag
Az SUS304 (JIS) anyag megfelel az 1.4301 számú európai anyagnak, melynek rövid neve: DIN/EN X5CrNi18-10. Ez egy ausztenites rozsdamentes acél, 18% krómmal és 8% nikkeltartalommal. Az SUS304 az egyik legszélesebb körben használt rozsdamentesacél-fokozat. Mechanikai tulajdonságainak és jó hőállóságának köszönhetően ideális választás olyan alkalmazásoknál, ahol erőre és korrózióállóságra van szükség. Bár az SUS 304 kiváló korrózióállóságáról ismert, korrózióra hajlamos például meleg kloridos környezetben.
Anyag: SUS440C (JIS) precíziós anyag
A SUS440C (JIS) anyag megfelel az 1.4125 számú európai anyagnak, melynek rövid neve: DIN/EN X105CrMo17. Ez egy magas széntartalmú martenzites rozsdamentes acél. Az SUS440C nagyon erős, kemény és kiváló kopásállóságot biztosít hőkezelés után. Mechanikai tulajdonságai mellett enyhén nedves, savas vagy lúgos ipari környezetben jó korrózióállóság jellemzi.
Különböző ISO-tűrések
A lineáris tengelyprecizitáshoz különböző ISO-tűrésosztályok léteznek, amelyek meghatározzák a méretpontosságot és a gyártási tűréseket. Ezek határozzák meg a tengelyátmérő névleges méretétől való megengedett eltéréseket, és befolyásolják a csapágyak (pl. siklócsapágy-perselyek) és vezetők illesztési pontosságát. A tengely tűrése azt jelzi, hogy a tengely átmérője mennyire pontosan felel meg a névleges vagy ideális méretnek. A precíziós kialakítások gyakran szűkebb tűréshatárokkal rendelkeznek, míg a szabványos kialakításokat olyan alkalmazásokban használják, amelyek nagyobb tűréshatárt tesznek lehetővé.
Mit jelentenek részletesen a tengelyek ISO-tűrési osztályai?
Különbség van a finom és durva tűrések között. A finom tűrés azt jelenti, hogy a tengely nagyon szűk mérettűrésekkel készül, és csak kis eltérés megengedett. A finom tűrésű tengelyek nagy pontosságúak, pl. a h5 tűrésosztály. A durva tűrések nagyobb eltéréseket tesznek lehetővé a névleges mérettől. Az ilyen típusú, pl. f8 tűrésű tengelyek kisebb pontosságúak, de általában költséghatékonyabbak. Az általánosan használt tűrési osztály a h7 tűrési mező, amely szűk méreteltérést határoz meg a illeszkedésekhez.
A tengely tűrései mindig kapcsolódnak a csapágy vagy a vezető tűréseivel, pl. a sima csapágyperselyek átmérőtűrésével. A különböző tűrésmezők kombinációja különböző illeszkedéseket eredményez (pl. hézagillesztés, présillesztés vagy átmeneti illesztés). Például az F8/h7 kombináció pontos pozicionálási követelményekkel rendelkező precíziós gépekhez való szoros illeszkedést ír le. Míg a nagybetű a furat tűrésmezőjét határozza meg, a kisbetű a tengely tűrésmezőjére utal.
A forma- és pozíciótűrésekkel kapcsolatos további információkért olvassa el cikkünket az ISO 1101 és a JIS B 0001 japán szabvány szerinti forma- és pozíciótűrésekről.
Különböző változatok csapágytípus szerint
A sikló- és gördülőcsapágyak különböző követelményeket támasztanak a tengely pontossága tekintetében. A siklócsapágyak két felülettel rendelkeznek, amelyek egymással szemben mozognak, ami siklást eredményez. A siklócsapágyak nagy érintkezőfelülettel rendelkeznek, és a kapcsolódó alsó felületi kompresszió miatt nem keményedő anyagból készült tengelyeket is befogadhatják. A siklócsapágy tengelyre helyezése azonban gyakran kevésbé pontos, mint a gördülőcsapágyaké. A siklócsapágyak könnyen gyárthatók és költséghatékonyak. Általában olyan alkalmazásokhoz alkalmasak, amelyeknél a tengelybeállítás pontossága másodlagos fontosságú, és rezgést vagy rázkódást okoz.
Ha nagy pontossági követelmények vannak előírva, gördülőcsapágyakat kell használni. A gördülőcsapágy csökkenti a súrlódási ellenállást a belső és külső gyűrűk közötti gördülőtestekkel. A gördülőcsapágyak különösen simák a gördülő súrlódás miatt. A különösen nagy pontosságú követelményeket támasztó gyártásához precíziós acél használható. Ennek eredményeként a gördülőelemek golyói nagy keménységgel és fix pontérintéssel rendelkeznek, és magas dinamikus terhelési besorolást érnek el. A tanúnyomok és a tengely felületének egyéb károsodásának elkerülése érdekében a lineáris tengely anyagának mindig nagyobb keménységgel kell rendelkeznie, mint a gördülőelemek anyagának.
