IZBIRA VODILA ZA LINEARNE LEŽAJE

Za mehansko zasnovo, ki temelji na linearni tehnologiji, je gred glavno vodilo ležaja in zato pomembno vpliva na življenjsko dobo linearnega ležajnega sistema.

Puše in kotalni linearni ležaji se lahko kombinirajo z vodili, izdelanimi iz različnih materialov, da ustrezajo uporabniškim potrebam ali okoljskim zahtevam. Običajno je kombiniranje vodila iz nerjavečega jekla ali visokokakovostnega ogljikovega jekla s kotalnim krogličnim ležajem. Enaka vodila (iz ogljika, nerjavečega jekla ali aluminija) se lahko uporabljajo tudi skupaj s pušami. V težkih okoljih ali ekstremnih pogojih lahko za odpornost proti abrazivnim ali jedkim delcem uporabimo posebne premaze in obloge.

Preden se odločite, kateri material vodila in premaz boste uporabili, upoštevajte dva dejavnika, ki vplivata na življenjsko dobo linearnega vodilnega ležaja. Prvi je površinska obdelava linearnega vodila, drugi pa površinska trdota.

POVRŠINSKA OBDELAVA VODILA

Znana je tudi kot površinska topografija in meri odstopanja površine od popolnoma ravnega ideala, ki predstavlja pravo ravnino. Za kotalne linearne ležaje je najboljša dobro polirana površina. Dobro polirana površina bo zagotovila več stične površine med ležajem in linearnim vodilom. Po drugi strani bo groba površina vodila zaradi večjega števila vrhov in dolin zagotavljala manj stične površine. Običajna površinska obdelava okroglega linearnega vodila, ki se uporablja s linearnim krogličnim ležajem, je približno 0,15 μm do 0,3 μm Ra.

Po drugi strani bo navaden drsni linearni ležaj zaradi gladke površine vodila imel krajšo življenjsko dobo. V nekaterih primerih lahko povzroči dodatno obrabo zaradi odvisnosti navadnega drsnega ležaja (puše) od svojih samomazalnih lastnosti. Drsni linearni ležaji bolje izkoristijo večje število vrhov na površini, saj jim ti pomagajo pri prenosu drobnih koščkov ležajnega materiala na vodilno gred. Ta material napolni razpoke na površini in nato služi kot nekakšno mazivo, ko ležaj potuje po vodilu. Brez samomazanja bi imeli navadni drsni ležaji nižjo oceno PV zaradi večjega trenja med ležajem in linearnim vodilom.

Enako velja za drsne ležaje iz brona, ki prav tako zahtevajo zunanje mazanje. Rahla hrapavost gredi pomaga preprečiti stik med ležajem in gredjo, tako da zadrži mazivo v svojih mikroskopskih razpokah. Kljub temu ima lahko preveč hrapavosti nasproten učinek in povzroči večjo obrabo. Priporočene vrednosti površinske obdelave so odvisne od materiala ležaja, na splošno pa se gibljejo med 0,2 μm in 0,4 µm Ra.

POVRŠINSKA TRDOTA OKROGLEGA VODILA

Kroglice kotalnih linearnih ležajev močno vplivajo na obrabo linearne osi oz. vodila zaradi točkovne obremenitve. Ker so težke obremenitve porazdeljene na majhni površini, mora biti vodilo izdelano iz materiala z visoko površinsko trdoto, da se zmanjšajo učinki obremenitve. Zaradi svoje pomembnosti je faktor trdote gredi pogosto vključen v izračune največje obremenitve in življenjske dobe linearnih kotalnih krogličnih ležajev.

Standardno priporočilo za površinsko trdoto okroglega vodila je 60 HRC (trdota Rockwell), pri kateri je vrednost faktorja trdote vodila 1,0 (življenjska doba ni ne krajša ne daljša). Pri vodilih z vrednostjo HRC pod 60 lahko pričakujemo občutno skrajšanje življenjske dobe celotnega ležajnega sklopa. Upoštevajte, da ima večina nerjavečih jekel vrednost HRC okoli 54, kar pomeni, da bodo konstrukcije, ki uporabljajo gredi iz nerjavečega jekla, imele krajšo življenjsko dobo, če bodo ostali parametri delovanja enaki.

Za drsne ležaje trdota površinske gredi ni tako ključna kot za kotalne linearne ležaje. Kljub temu pa igra pomembno vlogo. Ker drsni linearni ležaji običajno ne vključujejo zaščite pred prahom ali drobnimi delci, se onesnaževalci lahko zataknejo med vodilom in navadnim ležajem. V primerih, ko je vodilo (ali drsni ležaj) izdelana iz mehkega materiala, lahko onesnaževalci prodrejo v površino gredi (ali drsnega ležaja). To seveda ni zaželeno, saj bo povečalo obrabo in skrajšalo življenjsko dobo. Za konec je še pomembno, da pri navadnem drsnem ležaju iz brona uporabimo drugačen material gredi, ki bo imel večjo površinsko trdoto, kot jo ima material linearnega navadnega drsnega ležaja.