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: гладкие и с роликовым элементом. Хотя их общая функция одинакова, их конструкция и характеристики существенно различаются.

【Линейные направляющие с плавным (скользящим) движением】

Подшипники скольжения — это простейший тип линейной направляющей, основанный на скользящем контакте между двумя поверхностями. Их конструкция может быть коробчатой, типа «ласточкин хвост» или вала и втулки. Подшипники Boxway способны выдерживать самые высокие нагрузки, тогда как конструкции типа «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 для прогиба.

Хотя металлические поверхности обеспечивают высочайшую жесткость и несущую способность, подшипники скольжения также могут быть изготовлены из пластика или композитов, что обеспечивает высокую коррозионную стойкость и присущие им смазочные свойства. Важно отметить, что скользящий контакт всегда должен быть между разнородными материалами, причем один элемент тверже другого. Это позволяет сконцентрировать износ на 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 тел качения, они выдерживают ударные нагрузки и вибрации без существенного повреждения поверхностей. Подшипники скольжения также менее чувствительны к загрязнению и редко выходят из строя.

【Линейные направляющие с вращающимся движением】

В линейных направляющих с элементами качения между двумя опорными поверхностями установлены шарики или ролики. Подшипники качения могут быть рециркуляционными (профилированные рельсовые направляющие или направляющие с шариковыми втулками/линейными подшипниками) или нерециркуляционными (направляющие с кулачковыми роликами или направляющие со скрещенными роликами). Конструкции с рециркуляцией допускают неограниченное движение по длине направляющей или вала, тогда как конструкции без рециркуляции ограничиваются длиной хода подшипника.

Существенным преимуществом линейных направляющих с телами качения является 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 иметь предварительный натяг для обеспечения очень высокой жесткости. Однако преднатяг увеличивает трение и его необходимо учитывать при выборе линейных направляющих с телами качения.

Хотя линейные подшипники скольжения могут быть изготовлены из самых разных материалов, разнообразие подшипников качения профильного рельсового типа проявляется в геометрии их дорожек и расположении дорожек качения. Геометрия гусеницы определяет, как тела качения соприкасаются с дорожками качения. Геометрия профилированных рельсовых путей может быть либо круглой дугой, обеспечивающей меньшее трение, либо готической аркой, обеспечивающей более высокие значения моментов. При этом расположение дорожек качения на профилированном рельсе может быть как фронтальным, так и встречным. Расположение «лицом к лицу» обеспечивает одинаковую несущую способность во всех направлениях, тогда как расположение «спина к спине» обеспечивает больший крутящий момент.