Сделайте правильный выбор для вашей системы линейного позиционирования

Линейная направляющая (или линейный подшипник) — это механический элемент, который обеспечивает относительное движение между двумя поверхностями, при этом одна поверхность поддерживает другую, и минимальное трение между ними. Существует два основных типа линейных направляющих: плоские и роликовые. Хотя их общая функция одинакова, их конструкция и производительность существенно различаются.

【Линейные направляющие с поступательным (скользящим) движением】

Подшипники скольжения являются простейшим типом линейной направляющей, полагаясь на скользящий контакт между двумя поверхностями. Их конструкция может быть коробчатой, ласточкин хвост или валом и втулкой. Подшипники коробчатой ​​формы способны выдерживать самые высокие нагрузки, в то время как конструкции ласточкин хвост требуют менее точной обработки и сборки. Втулки подшипников скольжения просты в изготовлении и установке, но их неподдерживаемые валы ограничивают их грузоподъемность и делают их уязвимыми к прогибу.

В то время как металлические поверхности обеспечивают самую высокую жесткость и грузоподъемность, подшипники скольжения также могут быть изготовлены из пластика или композитов для высокой коррозионной стойкости и присущих им смазочных свойств. Важно отметить, что скользящий контакт всегда должен быть между разнородными материалами, причем один элемент должен быть тверже другого. Это позволяет концентрировать износ в более мягком элементе.

Подшипники скольжения имеют высокий коэффициент трения, обычно от 0,05 до 0,1, по сравнению с подшипниками качения. Но, в отличие от роликовых, они могут выдерживать ударные нагрузки и вибрации без значительного повреждения поверхности. Подшипники скольжения также менее чувствительны к загрязнению и редко испытывают катастрофические отказы.

【Линейные направляющие с роликовым движением】

Линейные направляющие с элементами качения добавляют шарики или ролики между двумя опорными поверхностями. Подшипники качения могут быть рециркуляционными (профилированные рельсовые направляющие или линейные направляющие с втулками/линейными подшипниками) или нерециркуляционными (кулачковые роликовые направляющие или салазки с перекрестными роликами). Рециркуляционные конструкции допускают неограниченное движение по длине направляющего рельса или вала, тогда как нерециркуляционные конструкции ограничены в ходе длиной подшипника.

Значительным преимуществом линейных направляющих с элементами качения является их низкий коэффициент трения, который обычно составляет от 0,005 до 0,01. Поскольку они изготовлены из подшипниковой стали, они имеют гораздо более высокую грузоподъемность и могут быть предварительно нагружены для очень высокой жесткости. Однако предварительный натяг увеличивает трение и должен учитываться при выборе размера линейных направляющих с элементами качения.

В то время как линейные подшипники скольжения могут быть изготовлены из самых разных материалов, разнообразие в подшипниках качения профильного рельсового типа заключается в геометрии их дорожек и расположении дорожек качения. Геометрия дорожек определяет, как элементы качения контактируют с дорожками качения. Геометрия профилированных рельсовых путей может быть либо круговой дугой, что обеспечивает меньшее трение, либо готической аркой, что обеспечивает большую несущую способность по моменту. Кроме того, расположение дорожек качения на профильном рельсе может быть либо лицом к лицу, либо спиной к спине. Расположение лицом к лицу имеет одинаковую несущую способность во всех направлениях, в то время как расположение спиной к спине обеспечивает большую несущую способность по крутящему моменту.