Was ist eine Linearführung?
Eine Linearführung ist ein Maschinenelement, das die Reibung bei linearen Bewegungen verringert und Teile führt.
Um die Reibung zu verringern, werden im Allgemeinen Metallkugeln verwendet. Einige verwenden Rollen oder technische Hochleistungskunststoffe. Die Kugeln rollen zwischen der Förderplattform und der geraden Schiene, tragen das Gewicht und bewegen sich auf der Schiene. Die Kugeln können in der Förderplattform zirkulieren.
Linearführungen sorgen für eine reibungslose Bewegung mit geringen Kräften. Die präzisionsgefertigten Führungsschienen und Kugeln sind sehr klapperarm, und die Drehung der Kugeln wird präzise auf die Bewegung des Fördertisches übertragen, was zu einer hohen Positioniergenauigkeit führt. Da Linearführungen selbst keine Antriebskraft haben, werden sie in Kombination mit Mechanismen wie Kugelumlaufspindeln und Zylindern eingesetzt, um den Schlitten in jede Richtung zu bewegen.
Anwendungen von Linearführungen
Linearführungen werden überall dort eingesetzt, wo eine präzise lineare Bewegung erforderlich ist. Sie werden in Werkzeugmaschinen, z. B. in Tischen, Transportgeräten, Prüfmaschinen und Robotern eingesetzt. Sie werden auch in Holzverarbeitungsmaschinen, Baumaschinen und automatisierten Maschinen eingesetzt. Das Walzen von linearen Bewegungsteilen verbessert die Maschinenleistung, z. B. durch höhere Präzision, höhere Geschwindigkeit und Arbeitsersparnis in mechatronischen Geräten.
Ihr Einsatz erstreckt sich auch auf Flüssigkristall-Produktionslinien, Schienenfahrzeuge und Sozialeinrichtungen, medizinische Geräte, seismische Isolierung und Schwingungsdämpfer für Hochhäuser und Wohngebäude, Unterhaltungsgeräte, Drohnen und Drucker. Wenn eine präzise lineare Bewegung erforderlich ist, werden zwei Führungsschienen verwendet. Die Montagefläche der Linearführungen muss präzise bearbeitet werden.
Funktionsweise von Linearführungen
Linearführungen bestehen aus einer Führungsschiene, einem Führungswagen, Kugeln und Kugelkäfigen sowie Rücklaufkappen. Die Führungsschiene ist an einem Bauteil befestigt, und der Führungswagen bewegt sich durch eine Abrollbewegung der Kugeln auf der Führungsschiene.
Die Abrollfläche der Führungsschiene ist mit einer R-förmigen Rille versehen, die sich dem Kugeldurchmesser annähert. Der Kontakt zwischen der Rollfläche und den Kugeln wird von einem Punktkontakt auf einen Flächenkontakt reduziert, was die zulässige Belastung und die Lebensdauer deutlich verbessert. Der Aufbau aus mehreren Reihen von Leisten zur Aufnahme der Kugeln ermöglicht die Beibehaltung der Genauigkeit auch unter schwierigen Betriebsbedingungen, wie z. B. Momentbelastungen bei schneller Beschleunigung und Abbremsung oder langen Dauerbetriebszeiten.
Es muss verhindert werden, dass die Kugeln während des Betriebs rollen, wodurch sich der Abstand zwischen den Kugeln verändert und ein ungleichmäßiger Betrieb verursacht wird. Aus diesem Grund sind Haltevorrichtungen vorgesehen, die sicherstellen, dass der Abstand zwischen den Kugeln während des Betriebs konstant bleibt. Linearführungen werden nach der Genauigkeit der Kugeln und Führungsschienen eingeteilt.
Je höher die Genauigkeitsklasse, desto eingeschränkter ist die Betriebsumgebung, so dass vor dem Einsatz eine Belastungsberechnung durchgeführt und die Nennlebensdauer berücksichtigt werden muss. Einige Führungsschienen haben versetzte gotische Bogenrillen, in denen die Kugeln rollen. Dies hat den Vorteil einer hohen statischen Tragfähigkeit.
Arten von Linearführungen
Linearführungen gibt es als Miniaturtypen und als Typen für mittlere und schwere Belastungen.
1. Miniaturtyp
Dieser Typ besteht aus zwei Reihen von Kugeln, die an vier Punkten mit der Laufbahn in Kontakt kommen. Sie werden dort eingesetzt, wo keine besonders hohen Belastungen auftreten.
2. Typ für mittlere und schwere Belastung
Dieser Typ hat vier Kugelreihen, die an zwei Punkten mit der Führungslaufbahn in Berührung kommen. Dieser Typ wird in Werkzeugmaschinen für die Schwerzerspanung eingesetzt. Die Rillen, in denen die Kugeln auf der Führungsschiene abrollen, erhöhen die zulässige Belastung.
3. Andere Typen
Es gibt auch Typen ohne Kugeln. In den gleitenden Teilen werden Rollen, Hochleistungsplättchen, ölfreies Metall usw. verwendet. Im Vergleich zum Kugeltyp haben sie eine höhere Tragfähigkeit und sind widerstandsfähiger gegen Staub und andere Fremdkörper. Der Nachteil ist die hohe Reibungskraft.
Darüber hinaus gibt es neben den geraden Schienen auch andere Typen wie Kreuzschienen und R-Schienen. Wenn keine hohe Steifigkeit erforderlich ist, gibt es auch kompakte, leichte und kostengünstige Präzisionskugelführungen aus rostfreiem Stahlblech, die präzise zu einer U-Form geformt sind und bei denen der Laufbahnteil und die Montagefläche integriert sind.
Weitere Informationen über Linearführungen
Merkmale von Linearführungen
Linearführungen mit Kugelumlauf zeichnen sich durch hohe Steifigkeit, lange Lebensdauer, hohe Präzision, geräuscharmen und reibungslosen Betrieb sowie hervorragende Schwingungseigenschaften aus. Kugelfreie gleitende Linearführungen sind bis zu 40 % günstiger als kugelförmige Linearführungen. Sie sind wartungsfrei, schmiermittelfrei, staub- und feuchtigkeitsbeständig, haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, sind hygienisch, geräuscharm und leicht, usw.