Lineáris golyóscsapágyak – Kiválasztás, telepítés és karbantartás

A lineáris golyóscsapágyak számos gépészeti alkalmazás fontos elemei. A lineáris golyóscsapágyak funkciója, hogy lehetővé tegyék a pontos és kis súrlódású mozgást egy tengely mentén. Ez a cikk fontos útmutatást nyújt a lineáris golyóscsapágyak kiválasztásához, telepítéséhez és karbantartásához, hogy biztosan megtalálja az adott alkalmazáshoz megfelelő csapágyat, és a legtöbbet hozhassa ki belőle.

Mi az a lineáris golyóscsapágy, és hogyan épül fel?

A lineáris golyóscsapágyak speciális szerkezetű görgőscsapágyak. Ezek a csapágyak is gördülő elemekkel (golyókkal) működnek. A golyóscsapágy kifejezés általában olyan komponensre vonatkozik, amelynek belső és külső gyűrűje golyókkal (görgőelemekkel) van elválasztva, és amely egy forgó elemet tart meg. A lineáris golyóscsapágyas lineáris vezetőt azonban úgy tervezték, hogy a hengeres tengely mentén a lehető legkevesebb súrlódással irányítsa a lineáris mozgást. Ebből a célból egy ún. körbefutó golyós mechanizmust szerelnek fel lineáris golyóscsapágyra. A körbefutó golyós mechanizmus lehetővé teszi, hogy a golyók lineárisan guruljanak a tengelyhez képest. A futás végén a golyók a tengellyel nem érintkező körbefutó sínen visszakerülnek. A lineáris golyóscsapágyakat nagy pontosságú, szigorúan lineáris mozgásokhoz tervezték, és nem képesek a forgó mozgásra.

MX kenőanyag-egység használata
MX kenőanyag-egység használata

 

  • (1) Oldalsó tömítőgyűrű
  • (2) Külső henger
  • (3) Golyófoglalat
  • (4) Acélgolyók
  • (MX) Kenőegység
Lineáris golyóscsapágy szerkezete
Lineáris golyóscsapágy szerkezete

A lineáris golyóscsapágyak lineáris tengelyekkel együtt használatosak. A lineáris mozgás általában acél görgős golyókat használ a korlátlan lineáris mozgáshoz. Az acélgolyók folyamatosan futnak a golyófoglalat megadott pályáján, miközben a lineáris tengely felületén gurulnak. A lineáris golyóscsapágyak kisebb súrlódással és nagy pontossággal végeznek lineáris mozgást, mint a siklócsapágyak. A lineáris golyóscsapágyakat számos alkalmazásban használják, például anyagmozgató berendezésekben és félvezető gyártósorokban.

A lineáris golyóscsapágyak mellett a görgőscsapágyaknak más formái is vannak, amelyek lehetővé teszik a lineáris mozgást.  Ide tartoznak például a golyófoglalat- vagy a tűgörgős vezetők. A golyófoglalat-vezetőknél a golyók egy kosárban helyezkednek el, amely a belső és külső felületeken gördül és siklik. A kosár azonban minimalizálja az útvonalat is, ezért ez a gördülőcsapágy-típus csak rövid lineáris mozgásokhoz alkalmas. A tűvezetőkhez lapos felületű vezetőszárra van szükség a gördülő elemek görgetéséhez. A golyófoglalat-vezetőhöz hasonló kialakításúak, de a tű alakú görgőelemek miatt nagyobb erőket képesek elnyelni. A tű alakja megakadályozza a csavarodást is. A tűvezetők azonban csak rövid lineáris mozgásokhoz alkalmasak. Egyik alak sem rendelkezik körkörös mechanizmussal.

A lineáris golyóscsapágyak általában nem rendelkeznek forgásgátló funkcióval. A nyomatékátadó alternatívák a golyós hornyolt tengelyek, más néven nyomatéktengelyek és tűvezetők. Mivel a fogazott tengelyek vezetőtengelyként is használhatók, de nem görgős tengelyek, ezeket itt nem vesszük figyelembe.

Lineáris vezető nyomatéktengellyel (bal kép) és tűvezető (jobb kép) összehasonlítása Tengely (1), Golyóskosár (2), Test (3), Görgős elem (4), Tömítés (5)
Lineáris vezető nyomatéktengellyel (bal kép) és tűvezető (jobb kép) összehasonlítása Tengely (1), Golyóskosár (2), Test (3), Görgős elem (4), Tömítés (5)

A lineáris golyóscsapágyak kiválasztására vonatkozó előzetes megfontolások

A lineáris golyóscsapágyak kiválasztásának alapvető kérdése: Mi a tengely formája? A lineáris golyóscsapágyakat nagy pontosságú kerek tengelyekkel való használatra tervezték. Általában két párhuzamos lineáris tengelyt használnak a lineáris golyóscsapágyak lehetséges radiális forgásának megakadályozására. Alternatívaként a kocsival ellátott profilsínek is használhatók magasabb terhelési besorolásokhoz, vagy ha korlátozott a hely.

A következő kérdés: Hogyan integrálják a lineáris golyóscsapágyat? Ez hatással van az alakra. A karimás lineáris golyóscsapágyak például közvetlenül a házhoz csatlakoztathatók. A karima stabil alátámasztást és egyenletes erőeloszlást biztosít. A házzal ellátott lineáris csapágyak nagyobb környezetvédelmi védelmet nyújtanak, mint a ház nélküli lineáris csapágyak, de kevésbé rugalmasak. A házakat könnyebb telepíteni, és általában fix ütközővel rendelkeznek, amely megkönnyíti az illesztést.

A MISUMI három felszerelési lehetőséggel rendelkezik lineáris golyóscsapágyakhoz:

  • Karima nélkül: helytakarékos rögzítés, ideális kompakt kialakításhoz és korlátozott beszerelési helyhez
  • Karimával: kerek / négyzet / kompakt karimával (rugalmas elhelyezést és rögzítést biztosít)
  • Blokkformával / házzal (stabilitást és ezért nagy terhelhetőséget biztosít)

Az alábbi táblázat áttekintést nyújt a rendelkezésre álló kialakításokról és formákról, például karimás vagy nyitott:

MISUMI lineáris golyóscsapágyak – Áttekintés kialakítás és alakzat szerint
Alakzat
Kialakítás Karimával
(kerek karimával, kompakt karimával, négyszögletes karimával)
Egyenes Lineáris golyóscsapágy egységek
(persely a házban)
Peremtől a felületig (öblítés) Karima vezetővel (süllyesztett) Karima középre igazítva Folyamatosan hengeres Széles ház Magas blokkok Csapágyblokk
Egyszeres  
Dupla
Hosszú          

Az utolsó lépésben a következő befolyásoló változókat kell figyelembe venni:

  • Környezeti feltételek
  • Terhelési besorolás és szükséges sebesség
  • Pontosság
  • Kémiai ellenállás
  • Futások száma
  • Terhelés típusa

A terhelés típusától függően például választhat a rövid vagy egyszerű lineáris golyóscsapágyak vagy a dupla lineáris golyóscsapágyak között. Az előbbi kisebb terhelésekhez alkalmasabb, de nem nagy pillanatnyi terhelés (eltolásos terhelés) esetén. Itt dupla/több lineáris golyóscsapágyat kell használni. Általában a lineáris golyóscsapágyak nem alkalmasak forgó mozgásra. Rezgő mozgásokhoz például tűvezetőt kell használni. Ütésterhelés esetén vagy fokozott szennyeződést mutató környezetben a siklócsapágyak is alternatívát jelenthetnek a lineáris golyóscsapágyakkal szemben. A görgőelemek anyagának kiválasztása az alkalmazástól is függ. Az acélgolyók kemények, robusztusak és nagy terhelést képesek elnyelni. Bár költséghatékonyak, korrózióra is hajlamosak. Ezért a rozsdamentes acél görgőstestekkel ellátott lineáris golyóscsapágyak jelentik a legjobb választást nedves környezetben. Ezért az előzetes kiválasztás kulcsa a terhelési kapacitás és a külső hatásoknak való ellenállás. A pontosság egy másik megfontolandó tényező. Nagy pontosságú alkalmazásoknál a csapágy tűrési tartománya nem lehet túl nagy; speciális, drágább lineáris golyóscsapágyak használata ajánlott. A golyófoglalat-vezetők is alternatívát jelenthetnek, ha a lineáris vezetőt csak rövid úthosszra tervezték.

Alacsonyabb pontosságú alkalmazásokban gyakran jó választás lehet egy költséghatékony cikk használata. A szükséges pontosság értékelése ajánlott. A költségek tovább csökkenthetők C-értékű tételek használatával. Költséghatékony lineáris csapágyak például a MISUMI üzletében is megtalálhatók. Keresse meg ezeket a változatokat a keresőmezőben a „költséghatékony” keresési kifejezés beírásával. Erről további információt a Siklócsapágyak – Költségcsökkentés költséghatékony termékekkel című cikkünkben is talál.

Például a következő költséghatékony lineáris csapágyak állnak rendelkezésre:

A lineáris golyóscsapágyak beszerelési utasításai

A lineáris golyóscsapágyak pontos beszerelése elengedhetetlen a megfelelő működéshez. A csapágykomponensek pontos illesztése szintén fontos az egyenletes működés biztosításához. Fontos elkerülni a tengely erőltetett, szögben történő behelyezését a csapágyba, mivel a golyófoglalat megsérülhet.

Az alábbiakban különböző szerelési változatok láthatók:

Rögzítés ütközőlemezekkel és távtartóval

A távtartóhüvely úgy lett kialakítva, hogy pontosan töltse ki a két csapágy közötti rést, amelyet az alkatrész mélysége hoz létre. Az ütközők megakadályozzák a csúszást.

Az ütközőlemezek rugalmas kialakítást tesznek lehetővé, függetlenül a ház hosszától. A lineáris golyóscsapágyak és tengelyek a végfelületekhez közel is beszerelhetők. Az ütközőlemezek a lineáris golyóscsapágyak rögzítésére is használhatók.

Példa 2 lineáris golyóscsapágy beépítésére középre helyezett távtartó hüvellyel és ütközőkkel Tengely (1), Ház (2), Lineáris golyóscsapágy (3), Távtartó (4), Ütközőlemez (5)
Példa 2 lineáris golyóscsapágy beépítésére középre helyezett távtartó hüvellyel és ütközőkkel Tengely (1), Ház (2), Lineáris golyóscsapágy (3), Távtartó (4), Ütközőlemez (5)

Rögzítés rögzítőgyűrűkkel

Az egyenes lineáris golyóscsapágyak általában egy vagy két gyűrűhoronnyal vannak felszerelve. Ha rögzítőgyűrűt helyezünk a gyűrűhoronyba, akkor a nyomással beszerelhető csapágyat a házba rögzíthetjük. Ha a rögzítőgyűrűt a házon lévő gyűrű alakú horonyba helyezik, oldalütközőként szolgálhat, és így biztonságosan pozicionálhatja a lineáris golyóscsapágyat. A rögzítőgyűrűk használata helyszűke és közepes terhelés esetén alkalmazható.

Példa a beépítésre rögzítőgyűrűkkel Ház (1), Rögzítőgyűrű (2). A bal oldali képen: Rögzítőgyűrű a ház rögzítőhornyában, a jobb oldali képen: Kétszeres gyűrűhorony külső rögzítőgyűrűhöz
Példa a beépítésre rögzítőgyűrűkkel Ház (1), Rögzítőgyűrű (2). A bal oldali képen: Rögzítőgyűrű a ház rögzítőhornyában, a jobb oldali képen: Kétszeres gyűrűhorony külső rögzítőgyűrűhöz

Rögzítés ütközőkkel

Ütközőkkel is biztonságosan lehet elhelyezni a csapágyat. Az első lépés a lineáris golyóscsapágy behelyezése a ház megfelelő precíziós furataiba. Az ütközőket és a házat ezután összecsavarozzák, így a lineáris golyóscsapágyat az ütközők elmozdítják, amíg az ütközők a ház külső falához nem illeszkednek. Ha további hosszkompenzációra van szükség, további kompenzációs és távtartó elemek is használhatók.

Lineáris golyóscsapágy ütközőkkel történő szerelése Ház (1), Ütköző (2)
Lineáris golyóscsapágy ütközőkkel történő szerelése Ház (1), Ütköző (2)

Szerelés karimával

A lineáris golyóscsapágyak karimával történő felszerelése egyszerű, de stabil opció. Az integrált peremlemez nagy merevséget és megbízható rögzítést garantál. A beszerelés során fontos odafigyelni az irányra (furaton vagy menetes furaton keresztül) és az illesztőfelületekre. Mindig van illesztőfelület a lineáris golyóscsapágy radiális igazításához.

A lineáris golyóscsapágyak optimális integrálása érdekében ezek a peremes homlokfelület, a peremes középső rész és a peremes vezetővel rendelkező perem, valamint a különböző peremes változatokokban kaphatók.

Beépítési példa: Lineáris golyóscsapágy karimával Tengely (1), Lineáris golyóscsapágy karimával (2)
Beépítési példa: Lineáris golyóscsapágy karimával Tengely (1), Lineáris golyóscsapágy karimával (2)

Tipp szakembereknek: Könnyű felszerelés összekapcsolt rögzítőgyűrűvel és bütykös karokkal

A rögzítőgyűrű vagy bütykös kar használata különösen megkönnyíti a felszerelést. Ez nagyon hasznos lehet, különösen akkor, ha pl. a kézi szerelés során az anyagok elhelyezésére szolgáló pozicionáló asztalt igazítja a helyére. A szorítógyűrű lehetővé teszi az anyagasztal egyszerű és biztonságos pozicionálását a lineáris golyóscsapágyak manuális befogásával a tengelyen a lineáris tengely sérülése nélkül.

Különböző szorítási változatok
Különböző szorítási változatok: Kerek karimás lineáris golyóscsapágy és jobb oldali szorítókar (1), Kerek karimás lineáris golyóscsapágy és bal oldali szorítókar (2) , Lineáris golyóscsapágy egység, széles blokk forma szorítókarral (3)

Lineáris golyóscsapágy karbantartása

A MISUMI lineáris golyóscsapágyakat korróziógátló olajjal kezelik. A korróziógátló olaj nem befolyásolja a csapágyzsírokat. Ezenkívül az MX kenőegység folyamatos kenésre is használható működés közben. Az alábbiakban az MX kenőegységek hatékonyságát mutatjuk be, és további karbantartási utasításokat adunk.

MX kenőegységek használata

Az MX kenőegységek képesek mérni a kenőanyag mennyiségét.

Az MX kenőegységen karbantartás nélkül hosszú távú tesztet végeztek.

  • LMU12: Nincs kenőanyag/normál
  • LMU-MX12: MX zsírozó- és kenőegység
  • A megtett távolság km-ben van megadva
Tartóssági teszt MX kenőanyag-egységgel és anélkül
Tartóssági teszt MX kenőanyag-egységgel és anélkül

A következő tesztkörülményeket használták: Mintaként egy LMU12 lineáris golyóscsapágyat használtak korróziógátló olajjal és egy LMUX12 lineáris golyóscsapágyat MX kenőegységgel. Egyéb paraméterek:

  • Tényleges terhelés: 206 N (a dinamikus terhelés - 412 N- 50%-a )
  • Átlagos sebesség: 42 m/perc (0,7 m/s)
  • Kenőanyag: kenőzsír, csak első feltöltés (csak LMU-MX12)
  • Tengely anyaga: EN 1.3505 Equiv. 58HRC
  • Üzemeltetés: 24 órás folyamatos működés

Az állóképességi teszt eredménye: A terhelhetőség 50%-os tényleges tesztterheléssel az MX kenőegységgel rendelkező kialakítás 2,5-ször hosszabb folyamatos teljesítményt ért el, mint az MX kenőegység nélkül. Ezek olyan referenciaértékek, amelyek nem minősülnek gyártói garanciának.

MX kenőanyag-egység használata
MX kenőanyag-egység használata

Szerelési hiba – Karimás és süllyesztett furatok vagy átmenő furatok

Az alábbi ábra a karimás és kenőegységgel rendelkező lineáris golyóscsapágyak helyes és helytelen kezelését mutatja:

Az MX kenőanyag-egységek helyes és hibás kezelésének ábrázolása
Az MX kenőanyag-egységek helyes és hibás kezelésének ábrázolása

Az MX kenőegységeket soha nem szabad vezetőként használni a (2) ábrán látható módon. Ez károsíthatja a házat. Ehelyett használjon lineáris golyóscsapágyat karimával és vezetővel, ahogy az a (3) ábrán látható szerelési példán látható, vagy váltson végfelület-karimával rendelkező kialakításra, amely az (1) ábrán látható szerelési példaként. Az MX kenőegység és a lineáris golyóscsapágyak szétszerelése hibákat okoz, ezért kerülendő.

Általános kenési utasítások

A lineáris golyóscsapágyakon belüli golyósorokat használat előtt és közben zsírozni kell. Ez csökkenti a súrlódást és a kopást. A zsír réteget képez a golyók és a gördülőfelületek között, ezzel egyidejűleg megakadályozza a beragadást. Az L, G és H zsírváltozatok speciális követelményekhez kaphatók. Ezek különböző üzemi feltételekhez és terhelésekhez vannak igazítva.

Az LTBC-bevonat meghosszabbítja a lineáris golyóscsapágyak és a lineáris tengely élettartamát is. Az alacsony hőmérsékletű fekete króm (LTBC) bevonat véd a korrózió ellen, és minimalizálja a tükröződést. Tudjon meg többet az alacsony tükröződésű felületekről, az LTBC-ről és egyéb lehetőségekről ebben a blogban.