Cuando una máquina utiliza rodamientos lineales de eje redondo, eleje linealno es sólo una simple varilla de acero. Es la superficie de rodadura de todo el sistema de movimiento lineal. Si el eje es demasiado blando, no lo suficientemente recto, tiene un acabado deficiente o no coincide con el rodamiento, el sistema puede volverse ruidoso, flojo, difícil de mover o desgastarse mucho más rápido de lo esperado.
Para muchos compradores, elegir uneje lineal para rodamientos linealesParece simple al principio. Sólo podrán comprobar el diámetro y la longitud. Pero en el ensamblaje real de una máquina, el rodamiento y el eje deben trabajar juntos como un solo sistema. Puedes ver DLYeje linealopciones al comparar ejes sólidos, ejes cromados, ejes soportados y ejes mecanizados personalizados.
Este artículo explica cómo elegir uneje de rodamiento linealdesde un punto de vista práctico de ingeniería, incluido el tipo de rodamiento, diámetro del eje, dureza, material, tratamiento de superficie, método de soporte, coincidencia de rodamientos, mecanizado de extremos y verificación simple de deflexión.
1. Comience con el tipo de rodamiento
Antes de seleccionar el eje, primero confirme qué tipo de rodamiento lineal se utilizará.
La estructura más común es un rodamiento lineal de eje redondo, como las unidades de rodamientos tipo LM, LME, LMF, LMK o SCS. Estos rodamientos suelen girar sobre un eje lineal redondo templado y rectificado.
Para este tipo de aplicación, el eje debe tener una dureza superficial, tolerancia de diámetro, rectitud y acabado superficial adecuados. No se recomienda una barra redonda normal, porque su superficie puede no ser lo suficientemente dura o precisa para-el movimiento del rodamiento a largo plazo.
Si el rodamiento es un rodamiento lineal de bolas estándar, el eje correspondiente suele ser un eje lineal redondo de precisión. Si el eje está soportado por un soporte de aluminio en toda su longitud, se convierte en un sistema de eje lineal soportado, que a menudo se utiliza junto con rodamientos lineales de tipo abierto.
Entonces, al elegir rodamientos y ejes lineales, la primera pregunta debería ser:¿Qué tipo de rodamiento funcionará en este eje?Esto decide si el eje debe ser un eje redondo sólido, un eje soportado, un eje hueco, un eje cromado, un eje de acero inoxidable o un eje mecanizado a medida.
2. Elija el diámetro de eje correcto
El diámetro del eje es el parámetro más básico, pero no se puede seleccionar sólo mirando el espacio o el precio.
Un diámetro mayor generalmente proporciona una mejor rigidez y una menor deflexión. Un diámetro más pequeño es más liviano y económico, pero puede doblarse más fácilmente bajo carga. Si el eje se dobla durante el funcionamiento, es posible que el rodamiento lineal no se deslice suavemente, incluso si el rodamiento en sí está en buen estado.
Los diámetros comunes del eje de los rodamientos lineales incluyen tamaños de 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm y mayores. Para equipos ligeros, pequeños dispositivos de automatización, impresoras 3D, instrumentos de medición y pequeños mecanismos deslizantes, se suelen utilizar ejes de 8 mm a 16 mm. Para máquinas de automatización de servicio mediano, equipos de embalaje, máquinas para trabajar la madera y sistemas de movimiento industrial en general, los ejes de 20 mm a 30 mm son más comunes.
Para cargas más pesadas o distancias de recorrido más largas, generalmente se requieren diámetros de eje más grandes. Cuando la longitud del recorrido es larga, la deflexión del eje se vuelve más importante. En este caso, no basta con elegir únicamente el diámetro interior del rodamiento. Se deben considerar la carga, la distancia entre soportes, la dirección de instalación y la precisión requerida.
Fórmula de referencia simple para la deflexión del eje:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=deflexión del eje, F=carga, L=tramo de soporte, E=módulo elástico, I=momento de inercia y d=diámetro del eje. Esto significa que la deflexión del eje aumenta rápidamente cuando el tramo de soporte se hace más largo. También significa que la rigidez del eje mejora enormemente cuando aumenta el diámetro del eje.
| Rango de diámetro del eje | Aplicación común | Nota de selección |
|---|---|---|
| 8 mm - 16 mm | Pequeños dispositivos de automatización, impresoras 3D, instrumentos de medición y mecanismos deslizantes ligeros. | Adecuado para cargas ligeras y carreras cortas. |
| 20 mm - 30 mm | Equipos de embalaje, máquinas para trabajar la madera y sistemas de movimiento industrial en general. | Gama común para sistemas de rodamientos lineales de servicio medio- |
| 40 mm y más | Largo recorrido, carga más pesada y estructuras de guía grandes | Compruebe cuidadosamente la deflexión del eje; Puede ser necesario un eje soportado. |
3. Haga coincidir el diámetro del eje con el orificio del rodamiento
Los rodamientos de eje lineal están fabricados para diámetros de eje específicos. Por ejemplo, un rodamiento LM20UU está diseñado para un eje de 20 mm. Un rodamiento LM25UU está diseñado para un eje de 25 mm.
El eje y el cojinete deben coincidir correctamente. Si el eje es demasiado pequeño, el rodamiento puede tener holgura, vibración o movimiento inestable. Si el eje es demasiado grande, el rodamiento puede quedar apretado, hacer ruido o ser difícil de mover.
Para los rodamientos lineales de eje redondo estándar, el diámetro del eje debe seguir el rango de tolerancia recomendado por el fabricante del rodamiento. En la mayoría de los casos, se requiere un eje endurecido de precisión con tolerancia de diámetro controlada. Esta es la razón por la que los rodamientos lineales y los ejes deben seleccionarse juntos en lugar de tratarse como dos piezas no relacionadas.
4. Verifique la dureza del eje
La dureza es uno de los factores más importantes para un eje de rodamiento lineal.
Los rodamientos lineales de bolas tienen bolas que ruedan a lo largo de la superficie del eje. Si la superficie del eje es demasiado blanda, las bolas pueden dejar marcas, crear huellas de desgaste o dañar la superficie del eje después de movimientos repetidos. Una vez que se daña la superficie del eje, el movimiento se volverá brusco y ruidoso.
Para aplicaciones de movimiento lineal estándar, se utilizan comúnmente ejes lineales endurecidos. La dureza de la superficie suele rondar HRC 58-62, dependiendo del material y del proceso de producción.
Un eje endurecido y rectificado proporciona una mejor resistencia al desgaste y una vida útil más larga. Es especialmente importante para movimientos continuos, operaciones de alta-frecuencia o aplicaciones con mayor carga. Para equipos industriales, máquinas de automatización, sistemas relacionados con CNC-y ensamblaje de máquinas de exportación, un eje de rodamiento lineal endurecido adecuado suele ser la opción más segura.
5. Preste atención al acabado de la superficie
La superficie del eje es la pista de rodadura del rodamiento lineal. Una superficie rugosa aumentará la fricción, el ruido y el desgaste de los rodamientos.
Un buen sistema de rodamientos de eje lineal debe tener una superficie de eje lisa. El eje debe rectificarse o procesarse finamente para proporcionar un contacto estable con las bolas del rodamiento.
Si la superficie no es lo suficientemente lisa, es posible que el rodamiento aún se mueva, pero el movimiento no se sentirá limpio. En el funcionamiento real de la máquina, esto puede aparecer como vibración, ruido, deslizamiento desigual o una pérdida de lubricación más rápida.
Para los compradores que comparan diferentes proveedores de ejes, el acabado de la superficie suele ser uno de los detalles que muestra la verdadera diferencia de calidad. Dos ejes pueden parecer similares en las fotos, pero su sensación de funcionamiento y vida útil pueden ser muy diferentes después del montaje.
6. Considere la rectitud para ejes largos
Para ejes lineales largos, la rectitud es muy importante.
Un eje corto puede funcionar bien incluso con una pequeña desviación. Pero en el caso de ejes largos, incluso una ligera curvatura puede afectar el movimiento. El rodamiento puede sentirse apretado en algunas posiciones y flojo en otras. En algunos casos, es posible que la máquina necesite fuerza adicional para realizar toda la carrera.
Esto es especialmente común cuando el eje se utiliza en equipos de recorrido largo, máquinas cortadoras, marcos de automatización, mesas deslizantes o estructuras guía de gran tamaño.
Si la longitud del eje es larga, los compradores deben confirmar el requisito de rectitud con el proveedor. También deben considerar el método de embalaje y envío, porque los ejes largos pueden dañarse o doblarse durante el transporte si no se embalan correctamente. Para recorridos muy largos o aplicaciones de carga pesada, los ejes lineales con soporte pueden ser mejores que los ejes totalmente sin soporte.
7. Decidir entre eje sin soporte y eje con soporte
Hay dos formas comunes de utilizar ejes lineales redondos.
El primero es un eje sin soporte. Se fija por ambos extremos o se monta con soportes de eje. Esta estructura es simple y se usa ampliamente en aplicaciones de trabajo liviano y mediano-. Sin embargo, cuando el eje es largo o la carga es pesada, puede doblarse por la mitad.
El segundo es un eje lineal apoyado. El eje redondo está montado en toda su longitud sobre un carril de soporte de aluminio. Esta estructura proporciona un mejor soporte y reduce la deflexión. A menudo se utiliza con rodamientos lineales de tipo abierto o bloques de rodamientos SBR/TBR.
Si la máquina tiene una carrera corta y una carga ligera, un eje sin soporte puede ser suficiente. Si la máquina tiene una carrera más larga, una carga más pesada o necesita una mayor estabilidad, un sistema de eje soportado suele ser más adecuado.
| Método de soporte del eje | Tipo de rodamiento coincidente | Condición adecuada |
|---|---|---|
| Eje lineal redondo sin soporte | Rodamientos lineales tipo LM, LME, LMF, LMK, SCS | Carrera corta, carga ligera a media y estructura simple |
| Eje lineal soportado | Rodamientos lineales de tipo abierto, bloques de rodamientos SBR o TBR | Carrera más larga, mayor carga y mejor requisito de rigidez |
| Guía lineal de perfil | Bloque de guía lineal combinado | Mayor precisión, mayor rigidez o carga más pesada |
Este es un punto importante a la hora de seleccionar rodamientos lineales de eje redondo. El tipo de rodamiento, el método de soporte del eje y la dirección de la carga deben coincidir entre sí.
8. Elija el material y el tratamiento de superficie adecuados
El material más común para un eje de rodamiento lineal es acero para rodamientos con alto contenido de carbono o acero con medio carbono con tratamiento de endurecimiento superficial. Este tipo de eje proporciona buena dureza, resistencia al desgaste y rentabilidad.
Para maquinaria de interior normal, se utilizan ampliamente ejes de acero endurecido estándar. Para ambientes húmedos, maquinaria alimentaria, equipos médicos, máquinas envasadoras o máquinas expuestas a la humedad, se pueden considerar ejes lineales de acero inoxidable.
Para aplicaciones que necesitan una mejor protección contra la oxidación, también se pueden utilizar ejes lineales cromados. El cromado mejora la resistencia a la corrosión y la durabilidad de la superficie. Es adecuado para algunos entornos donde los ejes normales pueden oxidarse más fácilmente.
| Opción de eje | Dureza / Característica de superficie | Uso recomendado |
|---|---|---|
| Eje lineal endurecido GCr15 | Alta dureza superficial y buena resistencia al desgaste. | Rodamientos lineales estándar, equipos de automatización y movimiento continuo. |
| Eje lineal C45 | Buena maquinabilidad y rentabilidad. | Maquinaria industrial en general y sistemas de guía económicos. |
| Eje lineal cromado | Mejor protección contra la oxidación y durabilidad de la superficie | Talleres húmedos o aplicaciones que necesitan una mejor resistencia a la corrosión. |
| Eje lineal de acero inoxidable | Mejor resistencia a la corrosión; La dureza depende del grado y del tratamiento. | Alimentos, equipos médicos, húmedos o especiales. |
El material no debe seleccionarse únicamente por el precio. Debe coincidir con el entorno de trabajo, la condición de lubricación, la carga y la vida útil esperada.
9. Piense en la dirección de carga y la instalación
Los ejes con rodamientos lineales se utilizan a menudo en sistemas de movimiento horizontal, estructuras de elevación vertical o movimiento inclinado.
En la instalación horizontal, la principal preocupación es la deflexión del eje bajo el peso de las piezas móviles. En la instalación vertical, el eje se puede utilizar principalmente como guía, mientras que otro componente como un husillo de bolas, un husillo de avance, un cilindro o un actuador proporciona la fuerza motriz.
En algunas máquinas se utilizan dos ejes paralelos juntos. En este caso, la alineación entre los dos ejes cobra mucha importancia. Si los dos ejes no están paralelos, los cojinetes lineales pueden atascarse durante el movimiento.
Muchos problemas de los rodamientos no son causados por el rodamiento en sí. Son causadas por una desalineación del eje, una superficie de montaje deficiente, un soporte de eje incorrecto o una instalación desigual. Por lo tanto, al elegir ejes y rodamientos de eje lineal, el método de instalación debe considerarse desde el principio.
10. Considere la lubricación y el mantenimiento
Incluso si el eje y el cojinete se seleccionan correctamente, la lubricación sigue siendo necesaria.
Los rodamientos lineales necesitan lubricación para reducir la fricción, el ruido y el desgaste. Una superficie seca del eje puede provocar movimientos bruscos y acortar la vida útil tanto del rodamiento como del eje.
Para aplicaciones normales se puede utilizar grasa o aceite lubricante adecuado. El método de lubricación exacto depende de la estructura del rodamiento, la velocidad, el entorno de trabajo y los hábitos de mantenimiento.
En ambientes polvorientos, el eje también debe protegerse de la contaminación. Polvo, virutas y partículas duras pueden entrar en el rodamiento y rayar la superficie del eje. Si la máquina funciona en un entorno hostil, es posible que se necesiten sellos, cubiertas o una limpieza regular.
11. No ignore el mecanizado del extremo del eje
Muchos ejes lineales necesitan mecanizado de extremos antes de su instalación. Esto puede incluir cortes a medida, taladrado, roscado, biselado, mecanizado de chaveteros, ranuras para anillos de retención o escalones finales personalizados.
Si el eje solo se compra con una longitud estándar sin procesar, es posible que el comprador deba procesarlo nuevamente antes del ensamblaje.
Para los fabricantes de máquinas, el mecanizado de ejes personalizado puede ahorrar tiempo y reducir los problemas de instalación. También ayuda a garantizar que el eje se ajuste a la estructura real de la máquina.
Al enviar una consulta, es útil proporcionar un dibujo o explicar la longitud requerida, el tamaño del orificio, el tamaño de la rosca, el método de montaje y los requisitos de tolerancia. Un proveedor con capacidad de producción y mecanizado de ejes normalmente puede proporcionar una solución más completa en lugar de vender únicamente barras estándar.
12. Verifique el ambiente de trabajo
El entorno de trabajo afecta la selección del eje. Un eje utilizado en una máquina interior limpia no enfrenta las mismas condiciones que un eje utilizado en un taller húmedo, una máquina de corte polvorienta o una línea de automatización de alta-frecuencia.
- Para una máquina interior limpia, un eje de rodamiento lineal estándar endurecido y rectificado puede ser suficiente.
- Para un taller húmedo o una zona costera, la prevención de la oxidación se vuelve más importante.
- Para máquinas polvorientas, como equipos para trabajar la madera o máquinas cortadoras, se debe considerar la protección contra la contaminación.
- Para los equipos de automatización de alta-frecuencia, la resistencia al desgaste y la lubricación se vuelven más importantes.
- Para alimentos, equipos médicos o especiales, es posible que se requiera acero inoxidable o material resistente a la corrosión-.
El mismo rodamiento de eje lineal puede funcionar de manera muy diferente en diferentes entornos. Por eso es mejor elegir el eje en función de la aplicación real en lugar de seleccionar únicamente la opción más barata.
13. Errores comunes al elegir ejes y rodamientos lineales
Un error común es utilizar una varilla de acero normal en lugar de un eje lineal endurecido. Puede que funcione al principio, pero la superficie puede desgastarse rápidamente.
Otro error es elegir un eje demasiado pequeño para un recorrido largo. El eje puede doblarse, provocando vibraciones o movimientos desiguales.
Algunos compradores sólo verifican el modelo de rodamiento e ignoran la tolerancia del eje. Esto puede provocar que el ensamblaje esté flojo o apretado.
Otro problema común es la mala alineación entre dos ejes paralelos. Incluso los ejes y rodamientos lineales de alta-calidad no pueden funcionar sin problemas si la instalación no es paralela.
Algunos usuarios también olvidan la protección contra el óxido. Si el eje se guarda en un lugar húmedo o se toca con la mano sin protección, pueden aparecer manchas de óxido en la superficie. Estos puntos pueden dañar el rodamiento durante el movimiento.
14. Guía práctica de selección
Al elegir un eje lineal para rodamientos lineales, los compradores pueden seguir un proceso de selección sencillo:
- Primero, confirme el tipo y tamaño del rodamiento.
- En segundo lugar, elija el diámetro correcto del eje según el diámetro interior del rodamiento, la carga y la longitud de recorrido.
- En tercer lugar, verifique si la deflexión del eje es aceptable para el tramo de soporte.
- Cuarto, decida si el eje debe estar soportado o sin soporte.
- Quinto, confirme la dureza, el acabado superficial, la rectitud y la tolerancia requeridos.
- En sexto lugar, elija el material y el tratamiento de la superficie según el entorno de trabajo.
- Séptimo, verifique si es necesario mecanizar los extremos.
- Por último, considere la lubricación, la precisión de la instalación y el mantenimiento-a largo plazo.
Este proceso ayuda a los compradores a evitar elegir únicamente por diámetro y precio. También hace que el eje, el cojinete, la estructura de soporte y la condición real de la máquina trabajen juntos de manera más confiable.
15. ¿Cuándo debería utilizar un sistema de rodamiento lineal de eje redondo?
Los rodamientos lineales de eje redondo se utilizan ampliamente porque son sencillos, económicos y fáciles de instalar.
Son adecuados para equipos de automatización, máquinas de embalaje, dispositivos de medición, máquinas de impresión, pequeños equipos CNC, impresoras 3D, puertas corredizas,-sistemas de guía de trabajo liviano y muchas otras aplicaciones de movimiento lineal.
En comparación con las guías lineales de perfil, los sistemas de eje redondo suelen ser más fáciles de montar y más flexibles para estructuras simples. Sin embargo, para aplicaciones de muy alta precisión, alta rigidez o cargas pesadas, las guías lineales de perfil pueden ser una mejor opción.
Conclusión
Elegir un eje de rodamiento lineal no se trata solo de encontrar una barra redonda con el diámetro correcto. El eje es la superficie de rodadura del rodamiento lineal, por lo que su diámetro, dureza, acabado superficial, rectitud, tolerancia, material, tratamiento superficial y método de soporte afectan el rendimiento final.
Para un sistema de movimiento lineal estable, los rodamientos lineales y los ejes deben seleccionarse juntos. El rodamiento, el eje, la estructura de soporte, el método de instalación, la lubricación y el entorno de trabajo deben coincidir con la aplicación real.
Si necesita ejes de rodamientos lineales para equipos de automatización, construcción de maquinaria, reemplazo o compra por lotes, es mejor proporcionar el modelo de rodamiento, el diámetro del eje, la longitud requerida, la condición de carga, el método de soporte y el entorno de trabajo. Esto ayuda al proveedor a recomendar una solución de eje con rodamiento lineal adecuada para su máquina.
¿Necesita ayuda para seleccionar un eje lineal para su sistema de rodamientos?
Envíenos el modelo de rodamiento, diámetro del eje, longitud, condición de carga y entorno de trabajo para confirmación técnica.
