27 września 2022


(artykuł reklamowy)

W wielu projektowanych konstrukcjach wymagany jest powtarzalny ruch liniowy, dlatego też wyzwaniem może być wybór systemu ułatwiającego ten ruch, w możliwie najlepszy sposób. Dostępnych jest kilka rozwiązań – każde z nich posiada zarówno wady, jak i zalety dotyczące obciążalności, dokładności, łatwości konserwacji i kosztu.

Najprostszą i najtańszą w utrzymaniu opcją jest zwykła tuleja. Jej duża obciążalność i łatwość konserwacji są wyraźnymi atutami. Tuleje narażone są na tarcie o wysokim współczynniku. Wymaga to dostarczenia większej siły rozruchowej, najczęściej z użyciem siłowników pneumatycznych lub hydraulicznych. Ponadto tarcie wytwarza znaczną ilość ciepła – co nie jest pożądane w przypadku zastosowań odznaczających się dużymi prędkościami oraz ruchami o wysokiej częstotliwości. W przypadku zwykłych tulei niższe są również dokładność i powtarzalność prowadzenia. Zatem jak należy postąpić w przypadku zastosowania, które charakteryzują wysokie szybkości, wymagającego dużej dokładności i niskiej siły rozruchowej? W takiej sytuacji najlepszym rozwiązaniem będzie prawdopodobnie tuleja liniowa.
MISUMI Europa GmbH oferuje szeroki asortyment elementów mechanicznych do różnorodnych zastosowań, w tym opisane tutaj tuleje liniowe.

Tuleje liniowe: niski koszt, wysoka prędkość
Tuleja liniowa zapewnia następujące korzyści:

  • toczenie odbywa się po precyzyjnych wałkach, co pozwala zachować dokładność i powtarzalność, z zapewnieniem niskiego współczynnika tarcia;
  • napęd układu może być realizowany za pomocą pneumatyki lub silnika elektrycznego sprzężonego z przekładnią ślimakową lub pasem.

O ile tuleja liniowa jest tańsza niż inne opcje, także niższa jest jej obciążalność. Szyny prowadzące muszą wytrzymać obciążenie na całej długości przemieszczania, zaś kulki  utrzymują kontakt punktowy. Nie stanowi to oczywiście problemu, jeśli ruch odbywa się w płaszczyźnie pionowej.
Należy pamiętać, że w celu utrzymania niskiego współczynnika tarcia konieczne jest regularne smarowanie, a części ruchome po pewnym czasie będą wymagały wymiany. Jednak w przypadku poszukiwania taniego, niezawodnego rozwiązania dla zastosowań, w których występują duże prędkości, tuleje liniowe stanowią doskonałe rozwiązanie.
W przypadku liniowych tulei kulkowych dostępne są trzy podstawowe typy. Główną różnicę między nimi stanowi sposób montażu: prosty, kołnierzowy i w oprawie dzielonej.

Tuleje proste
Tuleje te nie są wyposażone w żadne otwory ani płyty montażowe. Jest to po prostu cylindryczna tuleja kulkowa. Tuleje proste montowane są zazwyczaj przy użyciu pierścieni ustalających lub płyt mocujących.

prosta-tuleja-liniowa
Rys. 1  Prosta tuleja liniowa    

Zalety tulei prostych to między innymi:

  • większa swoboda przy projektowaniu – nie jest wymagane mocowanie obudowy do płaskiej powierzchni;
  • koszt – ten rodzaj tulei jest najtańszy (a tym samym najniższy jest koszt jej wymiany).

Tuleje kołnierzowe
Tuleja tego rodzaju wyposażona jest w kołnierz. Jest to istotna zaleta, umożliwiająca łatwy i szybki montaż.

kolnierzowa-tuleja-liniowa
Rys. 2  Kołnierzowa tuleja liniowa

Zalety tulei kołnierzowych to między innymi:

  • mniejsze koszty produkcji (nie ma potrzeby użycia obudowy, do której należałoby wstawić tuleję);
  • bardziej kompaktowy rozmiar w stosunku do tulei prostej w obudowie kołnierzowej;
  • możliwość łatwego mocowania tulei w kierunku prostopadłym do płyty.

Tuleje w oprawie dzielonej
Tuleja tego rodzaju składa się z prostej tulei liniowej umieszczonej w oprawie dzielonej.

tuleja-w-oprawie-dzielonejRys. 3  Tuleja w oprawie dzielonej

Zalety tulei w oprawie dzielonej to między innymi:

  • mniejsze koszty produkcji (nie ma potrzeby użycia obudowy, do której należałoby wstawić tuleję);
  • tuleję prostą można usunąć z obudowy i wymienić;
  • możliwość łatwego mocowania równolegle do płyty.

Innym ważnym czynnikiem w wyborze tulei jest jej długość. Im dłuższa jest tuleja, tym większe może wytrzymać obciążenie stałe oraz obciążenie momentowe. Wynika to głównie z powodu zwiększonej liczby łożysk kulkowych, które stykają się z wałkiem. Pod względem długości tuleje mogą być:

  • pojedyncze,
  • podwójne (dwukrotna długość tulei pojedynczej),
  • wydłużone (dłuższe niż dwukrotna długość tulei pojedynczej).

Tuleje o długości pojedynczej charakteryzują stosunkowo niewielką wytrzymałością na obciążenia chwilowe. Dlatego też są one powszechnie stosowane w zestawach (na przykład na krańcach wózków jednostek ruchu liniowego). Tuleje podwójne i wydłużone mają większą odporność na duże obciążenia chwilowe. Dlatego też mogą być one stosowane pojedynczo.
Długości tulei ma także wpływ na zachowanie zestawu w przypadku występowania błędu związanego z luzem pasowania. W przypadku takiego luzu pomiędzy wałkiem a tuleją, dłuższa tuleja będzie wykazywać mniejszą niewspółliniowość kątową niż tuleja krótsza.

Ponadto zwiększenie długości tulei zmniejsza efekty spęcznienia i chropowatości na wałku.

Dla analogii wyobraźmy sobie łódź przedzierającą się przez fale oceanu o wysokości 4,5 m. Statek rybacki o długości 9 m będzie odczuwał każde nachylenie fali, reagując na wszystkie zmiany, podczas gdy statek oceaniczny o długości 90 m niemal nie będzie zauważał oddziaływania fal morskich.
Innym czynnikiem wpływającym na obciążalność tulei jest jej usytuowanie względem żłobień wału. Wynika to głównie z faktu, że tuleje liniowe wyposażone są we wbudowane rzędy łożysk kulkowych.

Podsumowując, przy wyborze najlepszej dla danego zastosowania tulei liniowej należy najpierw zadecydować, jaki typ montażu będzie najbardziej odpowiedni (prosty, z kołnierzem lub w oprawie dzielonej). Biorąc pod uwagę wymagania dotyczące obciążalności i dokładności, należy następnie określić długość planowanych do użycia tulei. Trzeba także zapewnić właściwą orientację tulei podczas instalacji. Ostatnią rzeczą, o której dotychczas nie wspomniano, a która jest bardzo ważna dla trwałości tulei, jest jej prawidłowe smarowanie.

MISUMI: ponad 300 rodzajów tulei liniowych
Firma MISUMI posiada w swojej ofercie ponad 300 rodzajów tulei liniowych. Są to produkty o długościach: krótkich, standardowych, średnich, podwójnych oraz długich – w zależności od obszaru zastosowania, w wersjach cylindrycznych, jak również ze standardowymi, średnimi lub prowadzącymi kołnierzami. W odniesieniu do średnicy zewnętrznej oferta łożysk liniowych obejmuje wersje standardowe i kompaktowe. W przypadku zastosowań precyzyjnych dostępne są także miniaturowe łożyska liniowe z kołnierzem (o jednej długości, wersja standardowa). Oferujemy także idealnie dostosowane do łożysk liniowych obudowy w różnych wersjach: o większej szerokości lub wysokości oraz wały cechujące się doskonałą tolerancją.
W zależności od warunków pracy i otoczenia istnieje możliwość wyboru różnych materiałów. W celu zwiększenia odporności na korozję łożyska liniowe są zgodnie z wymaganiami powlekane powierzchniowo. Oprócz niklowania chemicznego, w przypadku wielu produktów firma MISUMI oferuje technologię powlekania LTBC (niskotemperaturowego chromowania czarnego). Grubości warstw mieszczą się w zakresie mikrometrów i nie zmieniają geometrii danego elementu konstrukcyjnego. Oryginalne właściwości materiału pozostają nienaruszone. Czarna powierzchnia jest wytwarzana w procesie reakcji elektrochemicznej w temperaturze poniżej 0 °C i nie tylko pomyślnie przechodzi próby w mgle solnej, ale również spełnia minimalne wymagania dotyczące odbicia.
Liniowe łożyska z serii MX są wyposażone we wbudowany zasobnik środka smarnego, co pozwala na wyjątkowo długi okres eksploatacji: w 24-godzinnym teście porównawczym z normalną tuleją liniową typu LMU-12 można osiągnąć drogę przesuwu dłuższą o prawie 700 km, dzięki zastosowaniu wersji MX, która zapewnia drogę przesuwu równą 1168 km. Szacowana w ten sposób żywotność łożysk liniowych z zasobnikiem środka smarnego może być ponad dwukrotnie dłuższa.
Wszystkie łożyska liniowe są poddawane różnym testom w zakresie zapewnienia jakości, polegającym na przykład na sprawdzaniu wewnętrznych i zewnętrznych średnic oraz końcowej kontroli działania. Dzięki temu firma MISUMI gwarantuje najwyższą jakość pracy.

 

http://www.misumi-europe.com/en/bestseller/linear-bushings

logo misumi4c plus-url-72-dpi