Введение

Механический подшипник, предназначенный для обеспечения свободного движения в одном направлении.

Подшипник линейного движения или линейный слайд – это подшипник, разработанный для обеспечения свободного движения в одном направлении. Существует множество различных типов подшипников линейного движения. Моторизованные линейные слайды, такие как машинные слайды, XY-столы, роликовые столы и некоторые слайды с ласточкиным хвостом, представляют собой подшипники, приводимые в движение приводными механизмами. Не все линейные слайды моторизованы, а немоторизованные слайды с ласточкиным хвостом, слайды на шариковых подшипниках и роликовые слайды обеспечивают линейное движение с низким трением для оборудования, приводимого в действие инерцией или вручную. Все линейные слайды обеспечивают линейное движение на основе подшипников, будь то шариковые подшипники, подшипники с ласточкиным хвостом, линейные роликовые подшипники, магнитные или жидкостные подшипники. XY-столы, линейные каретки, машинные слайды и другие продвинутые слайды используют подшипники линейного движения для обеспечения движения по осям X и Y и по нескольким осям.

Подшипники с подвижным элементом

Подшипник качения обычно состоит из внешней обоймы, имеющей форму гильзы, и нескольких рядов шариков, удерживаемых сепараторами. Сепараторы первоначально изготавливались из цельного металла, но быстро были заменены штампованными деталями. Он характеризуется плавным ходом, низким трением, высокой жесткостью и длительным сроком службы. Подшипники качения экономичны, просты в обслуживании и замене. Компания Thomson Industries (в настоящее время принадлежащая Altra Industrial Motion) обычно считается первым производителем [того, что сейчас известно как] линейный шариковый подшипник. Подшипники качения обычно проектируются для работы с валами (дорожками качения) из закаленной стали или нержавеющей стали. Подшипники качения более жесткие, чем подшипники скольжения. Подшипники качения плохо переносят загрязнения и требуют установки уплотнений. Подшипники качения нуждаются в смазке. Подшипники качения производятся в двух конструкциях: шариковые направляющие и роликовые направляющие.

Слайды для шаровых подшипников

Также известные как "шариковые направляющие", шарикоподшипниковые направляющие являются наиболее распространенным типом линейных направляющих. Шарикоподшипниковые направляющие обеспечивают плавное и точное движение по одной оси, благодаря шариковым подшипникам, расположенным в базовой части, и обладают свойствами самосмазывания, повышающими надежность. Области применения шарикоподшипниковых направляющих включают прецизионное оборудование, роботизированную сборку, мебельное производство, бытовую технику премиум-класса и помещения с контролируемой чистотой, которые в основном обслуживают производственную отрасль, а также мебельную, электронную и строительную отрасли. Например, широко используемой шарикоподшипниковой направляющей в мебельной промышленности является направляющая для выдвижных ящиков. Обычно изготавливаемые из таких материалов, как алюминий, закаленная холоднокатаная сталь и оцинкованная сталь, шарикоподшипниковые направляющие состоят из двух линейных рядов шариковых подшипников, удерживаемых четырьмя стержнями и расположенных по обе стороны от основания, которые поддерживают каретку для плавного линейного движения по шариковым подшипникам. Это линейное движение с низким трением может приводиться в действие приводным механизмом, инерцией или вручную. Шарикоподшипниковые направляющие, как правило, имеют меньшую грузоподъемность при тех же размерах по сравнению с другими типами линейных направляющих, поскольку шарики менее устойчивы к износу и абразивному воздействию. Кроме того, шарикоподшипниковые направляющие ограничены необходимостью установки в корпус или приводную систему. Расстояние перемещения линейных рециркулирующих шариковых подшипников ограничено только длиной их рельса, поскольку шарики циркулируют внутри корпуса подшипника. Линейные нерециркулирующие шариковые подшипники имеют шарики, установленные на кронштейне, и перемещаются только по одной оси без рециркуляции. Поскольку шарики не рециркулируют, этот тип подшипников может обеспечивать исключительно плавное движение. Однако расстояние перемещения линейных нерециркулирующих шариковых подшипников ограничено длиной кронштейна.

Роликовые горки

Также известные как крестовые роликовые направляющие, роликовые направляющие – это немоторизованные линейные направляющие, обеспечивающие линейное движение с низким трением для оборудования, приводимого в действие инерцией или вручную. Роликовые направляющие основаны на линейных роликовых подшипниках, которые часто располагаются крест-накрест для обеспечения большей грузоподъемности и лучшего контроля движения. Используемые в таких отраслях, как производство, фотоника, медицина и телекоммуникации, роликовые направляющие универсальны и могут быть адаптированы для широкого спектра применений, включая чистые помещения, вакуумные среды, транспортировку материалов и автоматизированное оборудование. Роликовые направляющие работают аналогично направляющим на шариковых подшипниках, за исключением того, что подшипники, расположенные внутри каретки, имеют цилиндрическую, а не шарообразную форму. Ролики пересекаются под углом 90° и перемещаются между четырьмя полуплоскими и параллельными стержнями, окружающими ролики. Ролики располагаются между подшипниками с V-образными канавками, один из которых находится на верхней каретке, а другой – на основании. Обычно корпуса подшипников изготавливаются из алюминия, а ролики – из стали. Хотя роликовые направляющие не являются самоочищающимися, они подходят для сред с низким уровнем взвешенных частиц, таких как грязь и пыль. Являясь одним из более дорогих типов линейных направляющих, роликовые направляющие способны обеспечивать линейное движение по нескольким осям за счет штабелируемых направляющих и двойных кареток. Роликовые направляющие обеспечивают контакт по линии, в отличие от точечного контакта, как в случае шариковых подшипников, создавая более широкую контактную поверхность благодаря постоянству контакта между кареткой и основанием, что приводит к снижению износа.

Слайды с голубьим хвостом

Слайды с ласточкиным хвостом, или направляющие с ласточкиным хвостом, обычно изготавливаются из чугуна, но также могут быть изготовлены из алюминия с твердым покрытием, ацетала или нержавеющей стали. Как и любой подшипник, слайд с ласточкиным хвостом состоит из неподвижного линейного основания и движущейся каретки. Каретка слайда с ласточкиным хвостом имеет выступающий канал V-образной или трапециевидной формы, который фиксируется в соответствующей канавке линейного основания. После установки каретки в канал основания, каретка фиксируется вдоль линейной оси канала, обеспечивая свободное линейное перемещение. При креплении платформы к каретке слайда с ласточкиным хвостом создается стол с ласточкиным хвостом, обладающий повышенной грузоподъемностью. Слайды с ласточкиным хвостом выигрывают за счет грузоподъемности, доступности и долговечности. Способные к большим ходам, они более устойчивы к ударным нагрузкам, чем другие типы подшипников, и в значительной степени невосприимчивы к химическому, пылевому и грязевому загрязнению. Слайды с ласточкиным хвостом могут быть моторизованными, механическими или электромеханическими. Электрические слайды с ласточкиным хвостом приводятся в движение различными устройствами, такими как шарико-винтовые передачи, ремни и тросы, которые питаются от функциональных двигателей, таких как шаговые двигатели, линейные двигатели и маховики. Слайды с ласточкиным хвостом – это системы прямого контакта, что делает их подходящими для применений с большими нагрузками, включая станки с ЧПУ, шаттловые устройства, специализированное оборудование и приспособления для закрепления деталей. В основном используемые в производственной и лабораторной отраслях, слайды с ласточкиным хвостом идеально подходят для высокоточных применений.

Сложные слайды

Слайды могут быть изготовлены из двух или нескольких секций. Слайд с двумя секциями может выдвигаться примерно на 3/4 от общей длины сжатого слайда. Комбинированный слайд обычно состоит из трех секций: фиксированной, плавающей промежуточной и секции, прикрепленной к оборудованию. Комбинированный слайд может выдвигаться как минимум на длину сжатого слайда и, как правило, немного больше. В случае с рельсовыми слайдами это позволяет оборудованию полностью выдвигаться из стойки, обеспечивая доступ для обслуживания или подключения кабелей и других соединений к задней панели оборудования.

Станки для стеллажей

Направляющие для стоек предназначены специально для монтажа оборудования в 19-дюймовые или 23-дюймовые стойки. Они могут быть с фрикционными подшипниками, шариковыми подшипниками или роликовыми подшипниками. Они рассчитаны на установку в стойки с монтажными фланцами на концах, которые соответствуют монтажным отверстиям в стойках. В некоторых случаях один монтажный фланец интегрирован в направляющую стойки, а к другому концу прикреплен адаптерный кронштейн для размещения стоек разной глубины. Внешний фиксированный элемент крепится к стойке, а внутренний подвижный элемент обычно привинчивается к боковой стороне монтируемого оборудования. Направляющие для стоек обычно являются составными или трехсекционными, обеспечивающими полное выдвижение установленного оборудования и, как правило, предусматривают возможность полного свободного скольжения внутреннего элемента для извлечения оборудования из стойки. Они также могут включать в себя упоры для предотвращения случайного извлечения оборудования из стойки без отсоединения механизма фиксации. Существуют также специализированные конфигурации, которые, например, могут крепиться к оборудованию без использования винтов или защелкиваться в специально разработанную стойку. Однако базовая геометрия остается неизменной независимо от способа монтажа.

Шаровые шпалы

Шаровые шлицы (шаровые шлицевые подшипники) – это специальный тип подшипников линейного движения, предназначенный для обеспечения практически беспрепятственного линейного перемещения при одновременной передаче крутящего момента. Вдоль длины вала выполнены канавки (формирующие шлицы), в которых перемещаются шариковые подшипники. Внешняя оболочка, удерживающая шары, называется гайкой, а не втулкой, однако это не гайка в традиционном понимании – она не может свободно вращаться вокруг вала, но свободно перемещается вдоль него. Для перемещения вала на значительное расстояние гайка оснащается каналами для рециркуляции шаров, работающими по принципу шарикового винта. Увеличение площади контакта шариковых подшипников с валом примерно до 45 градусов значительно повышает способность воспринимать радиальные и осевые нагрузки. Каждая гайка может быть предварительно нагружена на заводе для уменьшения радиального люфта и обеспечения жесткости. Этот процесс не только увеличивает площадь контакта и повышает осевую грузоподъемность, но и ограничивает радиальное перемещение, увеличивая допустимый консольный момент. Это создает более прочную конструкцию, способную выдерживать интенсивные рабочие условия.