Quando uma máquina utiliza rolamentos lineares de eixo redondo, oeixo linearnão é apenas uma simples barra de aço. É a superfície de corrida de todo o sistema de movimento linear. Se o eixo for muito macio, não for reto o suficiente, tiver acabamento ruim ou não corresponder ao rolamento, o sistema poderá ficar barulhento, solto, difícil de mover ou desgastar-se muito mais rápido do que o esperado.
Para muitos compradores, escolher umeixo linear para rolamentos linearesparece simples à primeira vista. Eles só podem verificar o diâmetro e o comprimento. Mas na montagem real da máquina, o rolamento e o eixo precisam trabalhar juntos como um sistema. Você pode ver DLYeixo linearopções ao comparar eixos sólidos, eixos cromados, eixos suportados e eixos usinados personalizados.
Este artigo explica como escolher umeixo de rolamento lineardo ponto de vista prático da engenharia, incluindo tipo de rolamento, diâmetro do eixo, dureza, material, tratamento de superfície, método de suporte, correspondência de rolamento, usinagem final e verificação simples de deflexão.
1. Comece com o tipo de rolamento
Antes de selecionar o eixo, primeiro confirme que tipo de rolamento linear será utilizado.
A estrutura mais comum é um rolamento linear de eixo redondo, como unidades de rolamento do tipo LM, LME, LMF, LMK ou SCS. Esses rolamentos geralmente funcionam em um eixo linear redondo endurecido e retificado.
Para este tipo de aplicação, o eixo deve apresentar dureza superficial, tolerância de diâmetro, retilineidade e acabamento superficial adequados. Uma barra redonda normal não é recomendada porque sua superfície pode não ser dura ou precisa o suficiente para-movimentos de rolamento de longo prazo.
Se o rolamento for um rolamento de esferas linear padrão, o eixo correspondente geralmente é um eixo linear redondo de precisão. Se o eixo for apoiado por um suporte de alumínio em todo o comprimento, ele se torna um sistema de eixo linear apoiado, frequentemente utilizado em conjunto com rolamentos lineares do tipo aberto.
Portanto, ao escolher rolamentos e eixos lineares, a primeira pergunta deve ser:que tipo de rolamento funcionará neste eixo?Isto decide se o eixo deve ser um eixo redondo sólido, um eixo suportado, um eixo oco, um eixo cromado, um eixo de aço inoxidável ou um eixo usinado personalizado.
2. Escolha o diâmetro correto do eixo
O diâmetro do eixo é o parâmetro mais básico, mas não pode ser selecionado apenas olhando o espaço ou o preço.
Um diâmetro maior geralmente proporciona melhor rigidez e menor deflexão. Um diâmetro menor é mais leve e mais barato, mas pode dobrar mais facilmente sob carga. Se o eixo dobrar durante a operação, o rolamento linear pode não deslizar suavemente, mesmo que o rolamento em si esteja bom.
Os diâmetros comuns do eixo do rolamento linear incluem 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm, 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 50 mm e tamanhos maiores. Para equipamentos leves, pequenos dispositivos de automação, impressoras 3D, instrumentos de medição e pequenos mecanismos deslizantes, são frequentemente utilizados eixos de 8 mm a 16 mm. Para máquinas de automação-de serviço médio, equipamentos de embalagem, máquinas para trabalhar madeira e sistemas de movimentação industrial em geral, eixos de 20 mm a 30 mm são mais comuns.
Para cargas mais pesadas ou distâncias de deslocamento mais longas, geralmente são necessários diâmetros de eixo maiores. Quando o comprimento do percurso é longo, a deflexão do eixo se torna mais importante. Neste caso, escolher apenas pelo diâmetro interno do rolamento não é suficiente. A carga, a distância entre os suportes, a direção de instalação e a precisão necessária devem ser consideradas.
Fórmula de referência simples para deflexão do eixo:
δ = F × L³ / 48 × E × I
I = π × d⁴ / 64
δ=deflexão do eixo, carga F =, vão de suporte L =, módulo de elasticidade E =, momento de inércia I=e diâmetro do eixo d =. Isto significa que a deflexão do eixo aumenta rapidamente quando a extensão do suporte aumenta. Isso também significa que a rigidez do eixo melhora muito quando o diâmetro do eixo aumenta.
| Faixa de diâmetro do eixo | Aplicação Comum | Nota de seleção |
|---|---|---|
| 8mm - 16mm | Pequenos dispositivos de automação, impressoras 3D, instrumentos de medição e mecanismos deslizantes leves | Adequado para carga leve e curso curto |
| 20mm - 30mm | Equipamentos de embalagem, máquinas para trabalhar madeira e sistemas de movimentação industrial em geral | Faixa comum para sistemas-de rolamentos lineares para serviços médios |
| 40mm e acima | Curso longo, carga mais pesada e grandes estruturas de guia | Verifique cuidadosamente a deflexão do eixo; eixo suportado pode ser necessário |
3. Combine o diâmetro do eixo com o furo do rolamento
Os rolamentos de eixo linear são feitos para diâmetros de eixo específicos. Por exemplo, um rolamento LM20UU foi projetado para um eixo de 20 mm. Um rolamento LM25UU foi projetado para um eixo de 25 mm.
O eixo e o rolamento devem corresponder corretamente. Se o eixo for muito pequeno, o rolamento poderá apresentar folga, vibração ou movimento instável. Se o eixo for muito grande, o rolamento poderá ficar apertado, barulhento ou difícil de mover.
Para rolamentos lineares de eixo redondo padrão, o diâmetro do eixo deve seguir a faixa de tolerância recomendada pelo fabricante do rolamento. Na maioria dos casos, é necessário um eixo temperado com precisão e tolerância de diâmetro controlada. É por isso que os rolamentos lineares e os eixos devem ser selecionados juntos, em vez de serem tratados como duas peças não relacionadas.
4. Verifique a dureza do eixo
A dureza é um dos fatores mais importantes para um eixo de rolamento linear.
Os rolamentos de esferas lineares têm esferas rolando ao longo da superfície do eixo. Se a superfície do eixo for muito macia, as esferas poderão deixar marcas, criar marcas de desgaste ou danificar a superfície do eixo após movimentos repetidos. Uma vez danificada a superfície do eixo, o movimento se tornará áspero e barulhento.
Para aplicações de movimento linear padrão, eixos lineares endurecidos são comumente usados. A dureza superficial costuma ficar em torno de HRC 58-62, dependendo do material e do processo de produção.
Um eixo endurecido e retificado proporciona melhor resistência ao desgaste e maior vida útil. É especialmente importante para movimento contínuo, operação de alta-frequência ou aplicações com maior carga. Para equipamentos industriais, máquinas de automação, sistemas relacionados-a CNC e montagem de máquinas de exportação, um eixo de rolamento linear endurecido adequado geralmente é a escolha mais segura.
5. Preste atenção ao acabamento superficial
A superfície do eixo é a pista do rolamento linear. Uma superfície áspera aumentará o atrito, o ruído e o desgaste do rolamento.
Um bom sistema de rolamento de eixo linear deve ter uma superfície de eixo lisa. O eixo deve ser retificado ou processado finamente para fornecer contato estável com as esferas do rolamento.
Se a superfície não for suficientemente lisa, o rolamento ainda poderá se mover, mas o movimento não parecerá limpo. Na operação real da máquina, isso pode aparecer como vibração, ruído, deslizamento irregular ou perda mais rápida de lubrificação.
Para compradores que comparam diferentes fornecedores de eixos, o acabamento superficial costuma ser um dos detalhes que mostra a real diferença de qualidade. Dois eixos podem parecer semelhantes nas fotos, mas sua sensação de funcionamento e vida útil podem ser muito diferentes após a montagem.
6. Considere a retidão para eixos longos
Para eixos lineares longos, a retilineidade é muito importante.
Um eixo curto pode funcionar bem mesmo com pequenos desvios. Mas para hastes longas, mesmo uma ligeira curvatura pode afetar o movimento. O rolamento pode parecer apertado em algumas posições e solto em outras. Em alguns casos, a máquina pode precisar de força extra para percorrer todo o curso.
Isto é especialmente comum quando o eixo é usado em equipamentos de longo curso, máquinas de corte, estruturas de automação, mesas deslizantes ou grandes estruturas de guia.
Se o comprimento do eixo for longo, os compradores deverão confirmar o requisito de retilineidade com o fornecedor. Eles também devem considerar a embalagem e o método de envio, pois eixos longos podem ser danificados ou dobrados durante o transporte se não forem embalados adequadamente. Para aplicações de deslocamento muito longo ou de carga pesada, os eixos lineares suportados podem ser melhores do que os eixos totalmente não suportados.
7. Decida entre eixo sem suporte e eixo com suporte
Existem duas maneiras comuns de usar eixos lineares redondos.
O primeiro é um eixo sem suporte. É fixado em ambas as extremidades ou montado com suportes de eixo. Essa estrutura é simples e amplamente utilizada em aplicações-para serviços leves e médios. No entanto, quando o eixo é longo ou a carga é pesada, ele pode dobrar no meio.
O segundo é um eixo linear suportado. O eixo redondo é montado em um trilho de suporte de alumínio em todo o seu comprimento. Esta estrutura proporciona melhor suporte e reduz a deflexão. É frequentemente usado com rolamentos lineares de tipo aberto ou blocos de rolamentos SBR/TBR.
Se a máquina tiver curso curto e carga leve, um eixo sem suporte pode ser suficiente. Se a máquina tiver um curso mais longo, uma carga mais pesada ou precisar de melhor estabilidade, um sistema de eixo apoiado geralmente é mais adequado.
| Método de suporte de eixo | Tipo de rolamento correspondente | Condição adequada |
|---|---|---|
| Eixo linear redondo sem suporte | Rolamentos lineares tipo LM, LME, LMF, LMK, SCS | Curso curto, carga leve a média e estrutura simples |
| Eixo linear suportado | Rolamentos lineares de tipo aberto, blocos de rolamentos SBR ou TBR | Curso mais longo, maior carga e melhor exigência de rigidez |
| Guia linear de perfil | Bloco de guia linear correspondente | Maior precisão, maior rigidez ou carga mais pesada |
Este é um ponto importante ao selecionar rolamentos lineares de eixo redondo. O tipo de rolamento, o método de suporte do eixo e a direção da carga devem corresponder entre si.
8. Escolha o material e tratamento de superfície corretos
O material mais comum para um eixo de rolamento linear é aço para rolamento de alto carbono ou aço de médio carbono com tratamento de endurecimento superficial. Este tipo de eixo oferece boa dureza, resistência ao desgaste e desempenho de custo.
Para máquinas internas normais, eixos de aço endurecido padrão são amplamente utilizados. Para ambientes úmidos, máquinas alimentícias, equipamentos médicos, máquinas de embalagem ou máquinas expostas à umidade, eixos lineares de aço inoxidável podem ser considerados.
Para aplicações que necessitam de melhor proteção contra ferrugem, também podem ser utilizados eixos lineares cromados. O revestimento cromado melhora a resistência à corrosão e a durabilidade da superfície. É adequado para alguns ambientes onde eixos comuns podem enferrujar mais facilmente.
| Opção de eixo | Dureza/característica de superfície | Uso recomendado |
|---|---|---|
| Eixo linear endurecido GCr15 | Alta dureza superficial e boa resistência ao desgaste | Rolamentos lineares padrão, equipamentos de automação e movimento contínuo |
| Eixo linear C45 | Boa usinabilidade e desempenho de custo | Maquinaria industrial geral e sistemas de guia econômico |
| Eixo linear cromado | Melhor proteção contra ferrugem e durabilidade da superfície | Oficinas úmidas ou aplicações que necessitam de melhor resistência à corrosão |
| Eixo linear de aço inoxidável | Melhor resistência à corrosão; a dureza depende do grau e do tratamento | Equipamento alimentar, médico, úmido ou especial |
O material não deve ser selecionado apenas pelo preço. Deve corresponder ao ambiente de trabalho, condição de lubrificação, carga e vida útil esperada.
9. Pense na direção e instalação da carga
Os eixos de rolamento linear são frequentemente usados em sistemas de movimento horizontal, estruturas de elevação verticais ou movimento inclinado.
Na instalação horizontal, a principal preocupação é a deflexão do eixo sob o peso das peças móveis. Na instalação vertical, o eixo pode ser usado principalmente para orientação, enquanto outro componente, como um parafuso de esfera, parafuso de avanço, cilindro ou atuador, fornece a força motriz.
Em algumas máquinas, dois eixos paralelos são usados juntos. Neste caso, o alinhamento entre os dois eixos torna-se muito importante. Se os dois eixos não estiverem paralelos, os rolamentos lineares podem emperrar durante o movimento.
Muitos problemas de rolamento não são causados pelo próprio rolamento. Eles são causados por desalinhamento do eixo, superfície de montagem inadequada, suporte incorreto do eixo ou instalação irregular. Portanto, ao escolher eixos e rolamentos de eixo linear, o método de instalação deve ser considerado desde o início.
10. Considere lubrificação e manutenção
Mesmo que o eixo e o rolamento sejam selecionados corretamente, a lubrificação ainda é necessária.
Os rolamentos lineares precisam de lubrificação para reduzir o atrito, o ruído e o desgaste. Uma superfície seca do eixo pode causar movimentos bruscos e reduzir a vida útil do rolamento e do eixo.
Para aplicações normais, pode-se usar graxa ou óleo lubrificante adequado. O método exato de lubrificação depende da estrutura do rolamento, velocidade, ambiente de trabalho e hábitos de manutenção.
Em ambientes empoeirados, o eixo também deve ser protegido contra contaminação. Poeira, lascas e partículas duras podem entrar no rolamento e arranhar a superfície do eixo. Se a máquina funcionar em um ambiente hostil, podem ser necessárias vedações, tampas ou limpeza regular.
11. Não ignore a usinagem da extremidade do eixo
Muitos eixos lineares precisam de usinagem final antes da instalação. Isso pode incluir corte no comprimento, furação, rosqueamento, chanfro, usinagem de chaveta, ranhuras para anéis de retenção ou etapas finais personalizadas.
Se o eixo for adquirido apenas com comprimento padrão bruto, o comprador ainda poderá precisar processá-lo novamente antes da montagem.
Para os fabricantes de máquinas, a usinagem de eixo personalizada pode economizar tempo e reduzir problemas de instalação. Também ajuda a garantir que o eixo se ajuste à estrutura real da máquina.
Ao enviar uma consulta, é útil fornecer um desenho ou explicar o comprimento necessário, tamanho do furo, tamanho da rosca, método de montagem e requisitos de tolerância. Um fornecedor com capacidade de produção de eixos e usinagem geralmente pode fornecer uma solução mais completa em vez de vender apenas barras padrão.
12. Verifique o ambiente de trabalho
O ambiente de trabalho afeta a seleção do eixo. Um eixo usado em uma máquina interna limpa não enfrenta as mesmas condições que um eixo usado em uma oficina úmida, máquina de corte empoeirada ou linha de automação de alta-frequência.
- Para uma máquina interna limpa, um eixo de rolamento linear padrão endurecido e retificado pode ser suficiente.
- Para uma oficina húmida ou zona costeira, a prevenção da ferrugem torna-se mais importante.
- Para máquinas empoeiradas, como equipamentos para trabalhar madeira ou máquinas de corte, deve-se considerar a proteção contra contaminação.
- Para equipamentos de automação-de alta frequência, a resistência ao desgaste e a lubrificação tornam-se mais importantes.
- Para alimentos, equipamentos médicos ou especiais, pode ser necessário aço inoxidável ou material resistente-à corrosão.
O mesmo rolamento de eixo linear pode funcionar de maneira muito diferente em ambientes diferentes. É por isso que é melhor escolher o eixo com base na aplicação real, em vez de selecionar apenas a opção mais barata.
13. Erros comuns ao escolher rolamentos lineares e eixos
Um erro comum é usar uma haste de aço normal em vez de um eixo linear endurecido. Pode funcionar no início, mas a superfície pode desgastar rapidamente.
Outro erro é escolher um eixo muito pequeno para um curso longo. O eixo pode entortar, causando vibração ou movimento irregular.
Alguns compradores verificam apenas o modelo do rolamento e ignoram a tolerância do eixo. Isto pode levar a uma montagem solta ou apertada.
Outro problema comum é o mau alinhamento entre dois eixos paralelos. Mesmo rolamentos e eixos lineares-de alta qualidade não funcionarão perfeitamente se a instalação não for paralela.
Alguns usuários também esquecem a proteção contra ferrugem. Se o eixo for armazenado em local úmido ou tocado com as mãos sem proteção, poderão aparecer manchas de ferrugem na superfície. Esses pontos podem danificar o rolamento durante o movimento.
14. Guia Prático de Seleção
Ao escolher um eixo linear para rolamentos lineares, os compradores podem seguir um processo de seleção simples:
- Primeiro, confirme o tipo e tamanho do rolamento.
- Em segundo lugar, escolha o diâmetro correto do eixo de acordo com o furo do rolamento, carga e comprimento de percurso.
- Terceiro, verifique se a deflexão do eixo é aceitável para o vão do suporte.
- Quarto, decida se o eixo deve ser apoiado ou não.
- Quinto, confirme a dureza, acabamento superficial, retilinearidade e tolerância necessários.
- Sexto, escolha o material e o tratamento de superfície com base no ambiente de trabalho.
- Sétimo, verifique se a usinagem final é necessária.
- Por fim, considere a lubrificação, a precisão da instalação e a manutenção-de longo prazo.
Esse processo ajuda os compradores a evitar escolher apenas por diâmetro e preço. Também faz com que o eixo, o rolamento, a estrutura de suporte e a condição real da máquina trabalhem juntos de maneira mais confiável.
15. Quando você deve usar um sistema de rolamento linear de eixo redondo?
Os rolamentos lineares de eixo redondo são amplamente utilizados porque são simples, econômicos e fáceis de instalar.
Eles são adequados para equipamentos de automação, máquinas de embalagem, dispositivos de medição, máquinas de impressão, pequenos equipamentos CNC, impressoras 3D, portas deslizantes, sistemas-de guia para serviços leves e muitas outras aplicações de movimento linear.
Em comparação com guias lineares de perfil, os sistemas de eixo redondo são geralmente mais fáceis de montar e mais flexíveis para estruturas simples. No entanto, para aplicações de alta precisão, alta rigidez ou cargas pesadas, as guias lineares de perfil podem ser uma escolha melhor.
Conclusão
Escolher um eixo de rolamento linear não envolve apenas encontrar uma barra redonda com o diâmetro certo. O eixo é a superfície de rolamento do rolamento linear, portanto, seu diâmetro, dureza, acabamento superficial, retilineidade, tolerância, material, tratamento de superfície e método de suporte afetam o desempenho final.
Para um sistema de movimento linear estável, os rolamentos lineares e os eixos devem ser selecionados juntos. O rolamento, o eixo, a estrutura de suporte, o método de instalação, a lubrificação e o ambiente de trabalho devem corresponder à aplicação real.
Se você precisar de eixos de rolamentos lineares para equipamentos de automação, construção de máquinas, substituição ou compra em lote, é melhor fornecer o modelo do rolamento, diâmetro do eixo, comprimento necessário, condição de carga, método de suporte e ambiente de trabalho. Isso ajuda o fornecedor a recomendar uma solução de eixo de rolamento linear adequada para sua máquina.
Precisa de ajuda para selecionar um eixo linear para seu sistema de rolamento?
Envie-nos o modelo do rolamento, diâmetro do eixo, comprimento, condição de carga e ambiente de trabalho para confirmação técnica.
