So wählen Sie eine Linearwelle für Linearlager aus

Wenn eine Maschine Rundwellen-Linearlager verwendet, ist dieLinearwelleist nicht nur eine einfache Stahlstange. Es ist die Lauffläche des gesamten linearen Bewegungssystems. Wenn die Welle zu weich, nicht gerade genug, schlecht verarbeitet oder nicht mit dem Lager übereinstimmt, kann das System laut werden, sich lockern, sich nur schwer bewegen lassen oder sich viel schneller als erwartet abnutzen.

Für viele Käufer ist die Wahl einesLinearwelle für Linearlagerscheint zunächst einfach. Sie dürfen lediglich den Durchmesser und die Länge prüfen. Bei der realen Maschinenmontage müssen Lager und Welle jedoch als ein System zusammenarbeiten. Sie können DLY anzeigenLinearwelleOptionen beim Vergleich von Vollwellen, verchromten Wellen, unterstützten Wellen und kundenspezifisch bearbeiteten Wellen.

In diesem Artikel wird erläutert, wie Sie einen auswählenLinearlagerwelleaus praktischer technischer Sicht, einschließlich Lagertyp, Wellendurchmesser, Härte, Material, Oberflächenbehandlung, Stützmethode, Lageranpassung, Endbearbeitung und einfache Durchbiegungsprüfung.

1. Beginnen Sie mit dem Lagertyp

Bevor Sie die Welle auswählen, prüfen Sie zunächst, welche Art von Linearlager verwendet werden soll.

Die gebräuchlichste Struktur ist ein Rundwellen-Linearlager, beispielsweise Lagereinheiten vom Typ LM, LME, LMF, LMK oder SCS. Diese Lager laufen üblicherweise auf einer gehärteten und geschliffenen runden Linearwelle.

Für diese Art von Anwendung muss die Welle eine geeignete Oberflächenhärte, Durchmessertoleranz, Geradheit und Oberflächenbeschaffenheit aufweisen. Eine normale Rundstange wird nicht empfohlen, da ihre Oberfläche möglicherweise nicht hart genug oder nicht genau genug für eine langfristige Lagerbewegung ist.

Handelt es sich bei dem Lager um ein Standard-Linearkugellager, ist die passende Welle in der Regel eine Präzisions-Rundlinearwelle. Wenn die Welle über die gesamte Länge durch eine Aluminiumstütze gestützt wird, entsteht ein unterstütztes lineares Wellensystem, das oft zusammen mit offenen Linearlagern verwendet wird.

Bei der Auswahl von Linearlagern und Wellen sollte daher die erste Frage lauten:Welcher Lagertyp passt auf diese Welle?Dadurch wird entschieden, ob die Welle eine massive Rundwelle, eine unterstützte Welle, eine Hohlwelle, eine verchromte Welle, eine Edelstahlwelle oder eine kundenspezifisch bearbeitete Welle sein soll.

2. Wählen Sie den richtigen Wellendurchmesser

Der Wellendurchmesser ist der grundlegendste Parameter, er kann jedoch nicht nur anhand des Platzbedarfs oder des Preises ausgewählt werden.

Ein größerer Durchmesser sorgt normalerweise für eine bessere Steifigkeit und eine geringere Durchbiegung. Ein kleinerer Durchmesser ist leichter und günstiger, kann sich aber unter Belastung leichter verbiegen. Wenn sich die Welle während des Betriebs verbiegt, kann es sein, dass das Linearlager nicht reibungslos gleitet, selbst wenn das Lager selbst in Ordnung ist.

Zu den gängigen Durchmessern der Linearlagerwellen gehören 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm und größere Größen. Für leichte Geräte, kleine Automatisierungsgeräte, 3D-Drucker, Messgeräte und kleine Schiebemechanismen werden häufig Wellen von 8 mm bis 16 mm verwendet. Für mittelschwere Automatisierungsmaschinen, Verpackungsanlagen, Holzbearbeitungsmaschinen und allgemeine industrielle Bewegungssysteme sind 20-mm- bis 30-mm-Wellen häufiger anzutreffen.

Bei schwereren Lasten oder längeren Verfahrwegen sind in der Regel größere Wellendurchmesser erforderlich. Bei langen Verfahrwegen wird die Wellenauslenkung wichtiger. In diesem Fall reicht es nicht aus, nur den Lagerinnendurchmesser auszuwählen. Dabei sollten die Belastung, der Abstand zwischen den Stützen, die Einbaurichtung und die erforderliche Genauigkeit berücksichtigt werden.

Wellendurchmesserbereich	Gemeinsame Anwendung	Auswahlhinweis
8 mm - 16 mm	Kleine Automatisierungsgeräte, 3D-Drucker, Messgeräte und leichte Schiebemechanismen	Geeignet für leichte Belastung und kurzen Hub
20 mm - 30 mm	Verpackungsanlagen, Holzbearbeitungsmaschinen und allgemeine industrielle Bewegungssysteme	Gängiger Bereich für lineare Lagersysteme mittlerer Beanspruchung
40mm und mehr	Langer Verfahrweg, höhere Last und große Führungsstrukturen	Wellendurchbiegung sorgfältig prüfen; Möglicherweise ist eine unterstützte Welle erforderlich

3. Passen Sie den Wellendurchmesser an die Lagerbohrung an

Linearwellenlager werden für bestimmte Wellendurchmesser hergestellt. Beispielsweise ist ein LM20UU-Lager für eine 20-mm-Welle ausgelegt. Ein LM25UU-Lager ist für eine 25-mm-Welle ausgelegt.

Welle und Lager müssen korrekt zueinander passen. Wenn die Welle zu klein ist, kann es zu Spiel, Vibrationen oder instabiler Bewegung im Lager kommen. Wenn die Welle zu groß ist, kann das Lager fest werden, Geräusche machen oder sich schwer bewegen lassen.

Bei Standard-Linearlagern mit runder Welle sollte der Wellendurchmesser dem vom Lagerhersteller empfohlenen Toleranzbereich entsprechen. In den meisten Fällen ist eine präzisionsgehärtete Welle mit kontrollierter Durchmessertoleranz erforderlich. Aus diesem Grund sollten Linearlager und Wellen gemeinsam ausgewählt werden und nicht als zwei unabhängige Teile behandelt werden.

4. Überprüfen Sie die Wellenhärte

Die Härte ist einer der wichtigsten Faktoren für eine Linearlagerwelle.

Bei Linearkugellagern rollen Kugeln entlang der Wellenoberfläche. Wenn die Wellenoberfläche zu weich ist, können die Kugeln bei wiederholter Bewegung Spuren hinterlassen, Verschleißspuren erzeugen oder die Wellenoberfläche beschädigen. Sobald die Wellenoberfläche beschädigt ist, wird die Bewegung rau und geräuschvoll.

Für Standard-Linearbewegungsanwendungen werden üblicherweise gehärtete Linearwellen verwendet. Die Oberflächenhärte liegt je nach Material und Produktionsprozess häufig bei etwa HRC 58-62.

Eine gehärtete und geschliffene Welle sorgt für bessere Verschleißfestigkeit und längere Lebensdauer. Dies ist besonders wichtig bei kontinuierlicher Bewegung, Hochfrequenzbetrieb oder Anwendungen mit höherer Belastung. Für Industrieanlagen, Automatisierungsmaschinen, CNC-bezogene Systeme und die Montage von Exportmaschinen ist eine ordnungsgemäß gehärtete Linearlagerwelle normalerweise die sicherere Wahl.

5. Achten Sie auf die Oberflächenbeschaffenheit

Die Wellenoberfläche ist die Laufbahn für das Linearlager. Eine raue Oberfläche erhöht die Reibung, den Geräuschpegel und den Lagerverschleiß.

Ein gutes Linearwellenlagersystem sollte eine glatte Wellenoberfläche haben. Um einen stabilen Kontakt zu den Lagerkugeln zu gewährleisten, sollte die Welle geschliffen oder fein bearbeitet sein.

Wenn die Oberfläche nicht glatt genug ist, bewegt sich das Lager möglicherweise noch, die Bewegung fühlt sich jedoch nicht sauber an. Im realen Maschinenbetrieb kann sich dies in Form von Vibrationen, Geräuschen, ungleichmäßigem Gleiten oder schnellerem Schmierstoffverlust bemerkbar machen.

Für Käufer, die verschiedene Wellenlieferanten vergleichen, ist die Oberflächenbeschaffenheit oft eines der Details, die den tatsächlichen Qualitätsunterschied zeigen. Auf Fotos sehen zwar zwei Wellen ähnlich aus, Laufgefühl und Lebensdauer können nach dem Zusammenbau jedoch stark unterschiedlich sein.

6. Berücksichtigen Sie die Geradheit bei langen Wellen

Bei langen Linearwellen ist die Geradheit sehr wichtig.

Eine kurze Welle kann auch bei geringer Abweichung gut laufen. Aber bei langen Schäften kann bereits eine leichte Biegung die Bewegung beeinträchtigen. Das Lager kann sich in einigen Positionen fest anfühlen und in anderen Positionen locker. In einigen Fällen benötigt die Maschine möglicherweise zusätzliche Kraft, um den gesamten Hub zu durchlaufen.

Dies ist besonders häufig der Fall, wenn die Welle in Langhubgeräten, Schneidemaschinen, Automatisierungsrahmen, Schiebetischen oder großen Führungsstrukturen verwendet wird.

Wenn die Schaftlänge lang ist, sollten Käufer die Geradheitsanforderung mit dem Lieferanten bestätigen. Sie sollten auch die Verpackung und die Versandart berücksichtigen, da lange Wellen beim Transport beschädigt oder verbogen werden können, wenn sie nicht ordnungsgemäß verpackt sind. Bei sehr langen Verfahrwegen oder Anwendungen mit hoher Last können unterstützte lineare Wellen besser sein als völlig ungestützte Wellen.

7. Entscheiden Sie sich zwischen nicht unterstützter Welle und unterstützter Welle

Es gibt zwei gängige Möglichkeiten, runde Linearwellen zu verwenden.

Die erste ist eine nicht unterstützte Welle. Es wird an beiden Enden befestigt oder mit Wellenstützen montiert. Diese Struktur ist einfach und wird häufig in leichten und mittelschweren Anwendungen eingesetzt. Wenn der Schaft jedoch lang ist oder die Last schwer ist, kann er sich in der Mitte verbiegen.

Die zweite ist eine unterstützte Linearwelle. Der Rundschaft ist über die gesamte Länge auf einer Aluminium-Trägerschiene montiert. Diese Struktur bietet besseren Halt und reduziert die Durchbiegung. Es wird häufig mit offenen Linearlagern oder SBR/TBR-Lagerblöcken verwendet.

Wenn die Maschine einen kurzen Hub und eine geringe Belastung hat, kann eine nicht unterstützte Welle ausreichend sein. Wenn die Maschine einen längeren Hub hat, schwerere Lasten benötigt oder eine bessere Stabilität benötigt, ist ein unterstütztes Wellensystem normalerweise besser geeignet.

Wellenunterstützungsmethode	Passender Lagertyp	Geeigneter Zustand
Ungestützte runde lineare Welle	Linearlager vom Typ LM, LME, LMF, LMK, SCS	Kurzer Hub, leichte bis mittlere Belastung und einfacher Aufbau
Unterstützte lineare Welle	Offene Linearlager, SBR- oder TBR-Lagerblöcke	Längerer Hub, höhere Belastung und bessere Steifigkeitsanforderung
Profillinearführung	Passender linearer Führungsblock	Höhere Präzision, höhere Steifigkeit oder höhere Belastung

Dies ist ein wichtiger Punkt bei der Auswahl von Rundwellen-Linearlagern. Lagertyp, Art der Wellenlagerung und Belastungsrichtung müssen aufeinander abgestimmt sein.

8. Wählen Sie das richtige Material und die richtige Oberflächenbehandlung

Das gebräuchlichste Material für eine Linearlagerwelle ist Lagerstahl mit hohem Kohlenstoffgehalt oder Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und einer Oberflächenhärtungsbehandlung. Dieser Wellentyp bietet eine gute Härte, Verschleißfestigkeit und ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis.

Für normale Innenmaschinen werden häufig Standardwellen aus gehärtetem Stahl verwendet. Für feuchte Umgebungen, Lebensmittelmaschinen, medizinische Geräte, Verpackungsmaschinen oder Maschinen, die Feuchtigkeit ausgesetzt sind, können Linearwellen aus Edelstahl in Betracht gezogen werden.

Für Anwendungen, die einen besseren Rostschutz erfordern, können auch verchromte Linearwellen verwendet werden. Die Verchromung verbessert die Korrosionsbeständigkeit und Oberflächenbeständigkeit. Es eignet sich für einige Umgebungen, in denen normale Wellen leichter rosten können.

Schaftoption	Härte/Oberflächenbeschaffenheit	Empfohlene Verwendung
GCr15 gehärtete Linearwelle	Hohe Oberflächenhärte und gute Verschleißfestigkeit	Standard-Linearlager, Automatisierungsgeräte und kontinuierliche Bewegung
C45-Linearwelle	Gute Bearbeitbarkeit und Kostenleistung	Allgemeine Industriemaschinen und wirtschaftliche Führungssysteme
Verchromte Linearwelle	Besserer Rostschutz und Oberflächenhaltbarkeit	Feuchte Werkstätten oder Anwendungen, die eine bessere Korrosionsbeständigkeit erfordern
Linearwelle aus Edelstahl	Bessere Korrosionsbeständigkeit; Die Härte hängt von der Sorte und der Behandlung ab	Lebensmittel, medizinische, feuchte oder spezielle Ausrüstung

Das Material sollte nicht nur nach dem Preis ausgewählt werden. Es sollte zur Arbeitsumgebung, zum Schmierzustand, zur Belastung und zur erwarteten Lebensdauer passen.

9. Denken Sie über Lastrichtung und Installation nach

Linearlagerwellen werden häufig in horizontalen Bewegungssystemen, vertikalen Hubkonstruktionen oder geneigten Bewegungen eingesetzt.

Bei der horizontalen Installation besteht das Hauptproblem in der Durchbiegung der Welle unter dem Gewicht der beweglichen Teile. Bei vertikaler Installation dient die Welle möglicherweise hauptsächlich der Führung, während eine andere Komponente wie eine Kugelumlaufspindel, eine Leitspindel, ein Zylinder oder ein Aktuator für die Antriebskraft sorgt.

Bei einigen Maschinen werden zwei parallele Wellen gemeinsam verwendet. In diesem Fall kommt der Ausrichtung zwischen den beiden Wellen eine große Bedeutung zu. Wenn die beiden Wellen nicht parallel sind, können die Linearlager während der Bewegung blockieren.

Viele Lagerprobleme werden nicht durch das Lager selbst verursacht. Sie werden durch eine Fehlausrichtung der Welle, eine schlechte Montageoberfläche, eine falsche Wellenunterstützung oder eine ungleichmäßige Installation verursacht. Bei der Auswahl von Linearwellenlagern und -wellen sollte daher von Anfang an die Installationsmethode berücksichtigt werden.

10. Berücksichtigen Sie Schmierung und Wartung

Auch bei richtiger Auswahl von Welle und Lager ist eine Schmierung erforderlich.

Linearlager benötigen eine Schmierung, um Reibung, Lärm und Verschleiß zu reduzieren. Eine trockene Wellenoberfläche kann zu rauer Bewegung führen und die Lebensdauer des Lagers und der Welle verkürzen.

Für normale Anwendungen kann Fett oder geeignetes Schmieröl verwendet werden. Die genaue Schmiermethode hängt von der Lagerstruktur, der Geschwindigkeit, der Arbeitsumgebung und den Wartungsgewohnheiten ab.

Auch in staubiger Umgebung sollte die Welle vor Verschmutzung geschützt werden. Staub, Späne und harte Partikel können in das Lager eindringen und die Wellenoberfläche zerkratzen. Wenn die Maschine in einer rauen Umgebung arbeitet, sind möglicherweise Dichtungen, Abdeckungen oder eine regelmäßige Reinigung erforderlich.

11. Ignorieren Sie nicht die Bearbeitung des Wellenendes

Bei vielen Linearwellen ist vor dem Einbau eine Endbearbeitung erforderlich. Dies kann Ablängen, Bohren, Gewindeschneiden, Anfasen, Keilnutbearbeitung, Sicherungsringnuten oder kundenspezifische Endstufen umfassen.

Wird der Schaft nur in roher Standardlänge gekauft, kann es sein, dass der Käufer ihn vor der Montage noch einmal bearbeiten muss.

Für Maschinenbauer kann die kundenspezifische Wellenbearbeitung Zeit sparen und Installationsprobleme reduzieren. Dadurch wird auch sichergestellt, dass die Welle zur tatsächlichen Maschinenstruktur passt.

Wenn Sie eine Anfrage senden, ist es hilfreich, eine Zeichnung bereitzustellen oder die erforderliche Länge, Lochgröße, Gewindegröße, Montagemethode und Toleranzanforderungen zu erläutern. Ein Lieferant mit Möglichkeiten zur Herstellung und Bearbeitung von Wellen kann in der Regel eine umfassendere Lösung anbieten, anstatt nur Standardstangen zu verkaufen.

12. Überprüfen Sie die Arbeitsumgebung

Die Arbeitsumgebung beeinflusst die Wellenauswahl. Eine Welle, die in einer sauberen Innenmaschine verwendet wird, ist nicht den gleichen Bedingungen ausgesetzt wie eine Welle, die in einer feuchten Werkstatt, einer staubigen Schneidemaschine oder einer Hochfrequenz-Automatisierungslinie verwendet wird.

• Für eine saubere Innenmaschine kann eine standardmäßige gehärtete und geschliffene Linearlagerwelle ausreichen.
• In einer feuchten Werkstatt oder einem Küstengebiet wird der Rostschutz immer wichtiger.
• Bei staubigen Maschinen, wie Holzbearbeitungsgeräten oder Schneidemaschinen, sollte ein Kontaminationsschutz in Betracht gezogen werden.
• Bei Hochfrequenz-Automatisierungsgeräten werden Verschleißfestigkeit und Schmierung immer wichtiger.
• Für Lebensmittel, medizinische oder spezielle Geräte ist möglicherweise Edelstahl oder korrosionsbeständiges Material erforderlich.

Das gleiche Linearwellenlager kann in unterschiedlichen Umgebungen sehr unterschiedliche Leistungen erbringen. Aus diesem Grund ist es besser, die Welle anhand der tatsächlichen Anwendung auszuwählen, als nur die günstigste Option auszuwählen.

13. Häufige Fehler bei der Auswahl von Linearlagern und -wellen

Ein häufiger Fehler ist die Verwendung einer normalen Stahlstange anstelle einer gehärteten Linearwelle. Am Anfang mag es funktionieren, aber die Oberfläche kann sich schnell abnutzen.

Ein weiterer Fehler besteht darin, einen Schaft zu wählen, der für einen langen Hub zu klein ist. Die Welle kann sich verbiegen und Vibrationen oder ungleichmäßige Bewegungen verursachen.

Manche Käufer prüfen nur das Lagermodell und ignorieren die Wellentoleranz. Dies kann zu einer lockeren oder festen Montage führen.

Ein weiteres häufiges Problem ist die schlechte Ausrichtung zwischen zwei parallelen Wellen. Selbst hochwertige-Linearlager und Wellen können nicht reibungslos funktionieren, wenn die Installation nicht parallel erfolgt.

Manche Anwender vergessen auch den Rostschutz. Wenn die Welle an einem feuchten Ort gelagert oder ungeschützt mit der Hand berührt wird, können sich Rostflecken auf der Oberfläche bilden. Diese Stellen können das Lager während der Bewegung beschädigen.

14. Praktischer Auswahlleitfaden

Bei der Auswahl einer Linearwelle für Linearlager können Käufer einem einfachen Auswahlverfahren folgen:

• Bestätigen Sie zunächst den Lagertyp und die Lagergröße.
• Zweitens wählen Sie den richtigen Wellendurchmesser entsprechend der Lagerbohrung, der Belastung und der Verfahrlänge.
• Drittens prüfen Sie, ob die Wellendurchbiegung für die Stützweite akzeptabel ist.
• Viertens entscheiden Sie, ob die Welle nicht unterstützt oder unterstützt werden soll.
• Fünftens bestätigen Sie die erforderliche Härte, Oberflächenbeschaffenheit, Geradheit und Toleranz.
• Sechstens: Wählen Sie das Material und die Oberflächenbehandlung basierend auf der Arbeitsumgebung.
• Siebtens: Prüfen Sie, ob eine Endbearbeitung erforderlich ist.
• Berücksichtigen Sie abschließend die Schmierung, die Installationsgenauigkeit und die langfristige Wartung.

Dieser Prozess hilft Käufern, sich nicht nur nach Durchmesser und Preis zu entscheiden. Außerdem arbeiten Welle, Lager, Tragstruktur und tatsächlicher Maschinenzustand zuverlässiger zusammen.

15. Wann sollten Sie ein Rundwellen-Linearlagersystem verwenden?

Linearlager mit runder Welle werden häufig verwendet, da sie einfach, wirtschaftlich und leicht zu installieren sind.

Sie eignen sich für Automatisierungsgeräte, Verpackungsmaschinen, Messgeräte, Druckmaschinen, kleine CNC-Geräte, 3D-Drucker, Schiebetüren, leichte Führungssysteme und viele andere lineare Bewegungsanwendungen.

Im Vergleich zu Profilschienenführungen sind Rundwellensysteme oft einfacher zu montieren und bei einfachen Konstruktionen flexibler. Für Anwendungen mit sehr hoher Präzision, hoher Steifigkeit oder hoher Belastung können Profillinearführungen jedoch die bessere Wahl sein.

Abschluss

Bei der Wahl einer linearen Lagerwelle geht es nicht nur darum, eine Rundstange mit dem richtigen Durchmesser zu finden. Die Welle ist die Lauffläche des Linearlagers, daher beeinflussen Durchmesser, Härte, Oberflächenbeschaffenheit, Geradheit, Toleranz, Material, Oberflächenbehandlung und Stützmethode die endgültige Leistung.

Für ein stabiles Linearbewegungssystem müssen Linearlager und Wellen gemeinsam ausgewählt werden. Lager, Welle, Stützstruktur, Installationsmethode, Schmierung und Arbeitsumgebung sollten alle zur tatsächlichen Anwendung passen.

Wenn Sie lineare Lagerwellen für Automatisierungsgeräte, Maschinenbau, Ersatz oder Serieneinkauf benötigen, ist es besser, das Lagermodell, den Wellendurchmesser, die erforderliche Länge, den Lastzustand, die Stützmethode und die Arbeitsumgebung anzugeben. Dies hilft dem Lieferanten, eine geeignete Linearlagerwellenlösung für Ihre Maschine zu empfehlen.

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