1940 년대 톰슨이 발명 한 원형 가이드 인 볼 부싱 선형 베어링이 소개 된 이후 원형 볼 선형 가이드 분야는 꾸준히 발전해 왔습니다.하중 용량, 서비스 수명 및 제조 단순화를 통해 마찰이 거의없는 선형 가이드가 점점 더 널리 사용됩니다.1970 년대 정사각형 및 선형 안내선이 도입 된 이래로 설계 엔지니어에게 가장 중요한 질문은 원형 또는 정사각형 안내선을 사용해야합니까?
설계에 내재 된 다양한 연삭 요구 사항으로 인해 사각 가이드의 초기 비용이 원형 가이드의 몇 배가되었지만 새로운 제조 기술과 규모의 경제로 인해 사각 가이드가 더 넓은 범위의 응용에서 원형 가이드와 활발하게 경쟁 할 수있게되었습니다. .공작 기계 분야에 들어간 후 원형 안내선이 한 번만 사용 된 많은 응용 분야에서 사각형 안내선 사용을 볼 수 있습니다.그러나, 원형 선형 베어링의 판매는 여전히 해마다 증가하고 있습니다.볼 부싱 가이드는 특정 용도에 적합한 고유 한 고유성과 유리한 특성으로 인해 가장 인기가 많습니다. 가장 중요한 것은 원형이기 때문에 정사각형 핀이 원형 구멍에 맞지 않는 경우가 있습니다.
특정 응용 분야에 올바른 유형의 선형 가이드를 적용하려면 설계 엔지니어가 각 가이드의 장점과 기능을 고려해야합니다.첫 번째 고려 사항은 하중, 정확성, 강성, 마무리, 기하학적 크기 및 기타 중요한 요소를 고려해야하는 설계 요구 사항이어야합니다.일반적으로 이러한 요구 사항 사이에는 상호 작용이 있습니다.
사각 가이드 제품은 높은 강성을 요구하는 고하 중 응용 제품의 요구를 잘 충족시킬 수 있습니다. 예를 들어 25mm 정사각형 가이드의 최대 하중은 최대 20kN입니다. 베어링 가이드와 가이드 사이를 평행하게 주행하면 3 ~ 10m / m의 정밀도에 도달 할 수 있습니다.이 가이드 제품의 볼 트랙은 가이드가 볼과 정확하게 일치하도록 정확하게 연마됩니다. 즉 볼 가이드에서 작동하는 시트는 볼 자체의 직경보다 약간만 클 수 있습니다.이로 인해 볼과 내부 시트 (샤프트)가 모두 볼록한 표면 인 원형 가이드 어셈블리보다로드 상태에서 볼과 시트 사이의 접촉 면적이 더 커집니다.따라서, 하중이 가해지면 볼이 평평 해짐에 따라 사각 가이드 베어링의 강성이 적재 될 때 5 배 증가합니다.
정사각형 가이드 레일은 가벼운 (정격 동적 하중의 3 %)에서 무거운 (정격 동적 하중의 13 %)에 이르는 예압 조건에서도 사용할 수 있습니다.사각 가이드 베어링의 일반적인 적용은 공작 기계 산업에 있으며, 이는 매우 높은 하중 용량, 강성 및 정확성을 요구합니다.베어링이 이미 초기 변형을 겪었으므로, 재 예압은 하중 하에서 변형량을 추가로 감소시킨다.지금까지 구형 볼 베어링이있는 베어링에 대해 논의했습니다.봉투 크기를 늘리지 않고 사각 볼 가이드보다 더 높은 (2 배 이상) 부하 용량이 필요한 경우 원통형 롤러 유형 요소가있는 사각 가이드 베어링도 사용할 수 있습니다.
사각 가이드가로드 용량, 강성 및 정확도 요구 사항을 충족 한 후에는 많은 엔지니어가 추가 테스트를 수행하지 않습니다.그러나 이로 인해 시스템 성능이 저하되고 초기 및 유지 관리 비용이 증가합니다.원형 가이드 제품은 많은 장점을 가지고 있는데, 그중 하나는 150mm / m를 초과하는 평탄도 오류로 부드러운 표면에 장착 할 때 부드럽게 작동 할 수 있다는 것입니다.강성 선형 베어링을 롤러, 틸트 및 사이드 슬립 각도에 장착 할 때 조립 표면의 평탄도 오류로 인해 바인딩이 발생하여 견인력이 높아지고 수명이 최대 50 % 단축됩니다.이 문제를 해결하려면 조립 공정에서 일치하는 표면을 엄격하게 다듬거나 각 부품을 개스킷에 맞게 조정하고 정상적인 작동으로 조정해야하므로 비용이 증가합니다.보다 정교한 가공 응용 분야의 경우 유지 관리 요구 사항이 증가하여 초기 및 운영 비용이 증가합니다.비용은 100 달러 미만에서 수천 달러까지 다양합니다.원형 가이드 레일 제품을 사용하면 베어링을 용접 된 관형 프레임에 설치하거나 콘크리트 공장 바닥에 직접 고정 할 수 있습니다.
볼 부싱이있는 리니어 베어링은 중심 조정 기능으로 인해 다양한 조건에 맞출 수 있습니다.샤프트는 원형이므로 볼 부싱은 샤프트 주위를 굴리면서 자유롭게 회전합니다.인접한 두 가이드의 장착 높이는 약간 다를 수 있으며, 가이드를 300mm 이상의 간격으로 장착 할 경우 1 ~ 2mm의 차이가 허용됩니다.마찬가지로 대부분의 볼 부싱의 하우징 링은 평탄도 또는 정렬 오류를 수용하기 위해 각 선형 베어링이 딥 및 슬립 각도에서 최대 1/2도 회전하도록 설계되었습니다.볼 부싱 및 가이드 레일 지지대를 구속하는 데 사용되는 샤프트 플랫폼은 일반적으로 알루미늄으로 만들어져 각 샤프트 사이의 최대 25m 평행도 오류에 적응할 수있는 유연성이 떨어집니다.그 결과 불만족스러운 조건에서 마찰 계수가 0.001 ~ 0.004 인 효율적인 부팅이 이루어집니다.용접 관형 프레임에 선형 가이드를 설치하는 것은 공장 자동화에서 일반적입니다.많은 OEM 응용 분야에서 조립 표면은 튜브 및 판금으로 그려집니다.이러한 조건에서 원형 가이드는 일반적으로 사각형 가이드보다 더 빠르게 설치되고 더 부드럽게 작동합니다.
원형 가이드 제품의 중요한 장점은 원형 플레이트가 샤프트를 끝에서지지 할 수있어 샤프트 직경의 12 ~ 24 배 간격으로 원형 선형 베어링 설계를 실현할 수 있다는 것입니다. 이 설계는 공장 자동화의 갠트리 크레인 시스템에서 DNA 샘플 기계의 모듈 선택 및 배치에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.이동 축은 전체적으로 고정 축의 양단에 의해 구성됩니다.두 점 사이의 기계 표면이 무엇이든, 하나의 점이 있는지 여부에 관계없이 장치의 정밀도는 영향을받지 않으며 최종 지원 장치의 정확도에만 달려 있습니다.또한, 스크류 구동 시스템 세트에 선형 가이드를 사용하려면 플레이트에 3 개의 구멍 만 뚫어야합니다. 즉, 2 개의 원형 가이드와 스크류 베어링의지지를 기준으로합니다. 할 방법.이 디자인을 사용하면 조립 중에 조정할 필요가 없습니다.
정렬 문제에 대한 정사각형 가이드 솔루션에는 하나의 가이드 만 사용해야합니다.모든 방향에서 토크를 지원할 수 있기 때문에 사각 가이드 베어링을 가이드 쌍 또는 베어링 쌍으로 사용할 필요가 없습니다.경부 하, 즉 베어링 하중 및 토크 용량 내 하중의 경우 단일 사각 가이드 베어링이 원하는 안내를 제공 할 수 있지만 모든 사각 가이드 제품이 이러한 유형의 작동을 위해 설계된 것은 아닙니다.이 가이드는 점진적으로 확장되는 표면에 두 가이드를 정렬하는 문제를 제거합니다.그러나 정사각형 가이드는 변속기 메커니즘을 통해 정렬하여 간격과 끝 지지대에 걸치도록 설계되지 않았 음을 여전히 고려해야합니다.편심 하중으로 인해 단일 가이드는 300mm와 같이 넓은 이동 공간을 가진 응용 분야에는 적합하지 않을 수 있습니다.결정을 내리기 전에 가이드의 토크 등급과 토크 부하시 강성을 확인해야합니다.
설계 유연성은 구성 요소 선택에서 매우 중요한 고려 사항입니다.최적의 성능을 달성하기 위해 종종 기능을 향상 시키거나 원하는 공간에 맞게 구성 요소를 수정해야합니다.사각 가이드 베어링은 부하 등급과 비교할 때 원형 볼 부싱 베어링보다 더 콤팩트합니다.이런 식으로 형상이 사용자&# 39의 시스템 요구 사항을 지원하는 경우 사용자는 상당히 최적화 된 쉘을 갖게됩니다.그러나 수정이 필요한 경우 순환 가이드 시스템에서 수행하기가 더 쉽습니다.원형 샤프트는 샤프트의 끝이 고정되어 대형 어셈블리에서 구조적 부재로 사용될 수 있도록 다양한 방식으로 구성 될 수 있으며, 축 박스의 시추공, 평면 및 직경을 통해 중심 및 반경 방향으로 배치 될 수 있습니다. .원형 샤프트를 사용하면 볼 부싱을 별도로 구매할 수 있으며, 이는 알루미늄 또는 스틸뿐만 아니라 인접한 부품의 보링에 내재되어 있습니다.
샤프트 테이블이 일치합니다.샤프트 테이블은 베어링을 쉽게 설치할 수있게하고 수정을위한 일정한 마진을 허용합니다.
일부 응용 분야에서 평탄도는 고려해야 할 또 다른 주요 요소 일 수 있습니다.볼 부싱 베어링은 매우 매끄럽게 작동하는 경향이 있으며, 사각 가이드와 원형 가이드의 차이는 수작업에 의해 종종 느껴지지만, 구성 요소와 응용 분야에 약간의 차이가있을 수 있으며 일반적으로 산업 관련 평탄도 데이터가 부족합니다.볼과 가이드 사이의 볼록한 표면의 점 접촉은 마모 가능성을 최소화합니다.볼 부싱은 일반적으로 1 ~ 2 % 정격 동적 하중의 작은 간극 또는 가벼운 예압 하에서 작동하여 안정성을 향상시킵니다.높은 일관성 및 예하 중으로 인해, 사각 가이드 베어링은 일부&"노치 GG"에 사용될 수있다. 사례.대부분의 경우 이것이 가능하지만 계기 등급 베어링이 필요한 경우 원형 가이드가 더 유리할 수 있습니다.또한, 단순한 원형 형상으로 인해 원형 부싱의 씰이보다 안정적이며 끌림이 적은 경향이 있습니다.정사각형 가이드 와이퍼는 내구성있는 밀봉을 위해 가이드의 볼 트랙을 따라야합니다.
원형 가이드를 설치할 때 마지막으로 고려해야 할 사항은 샤프트에 볼이 아닌 폴리머 부싱입니다.알루미늄 또는 기타 기판에 적합한 고성능 베어링 등급 재료를 사용하여 우수한 부하 용량 (볼 부싱의 부하 용량의 20 %에 해당)과 0.05 ~ 0.25 범위의 낮은 마찰 계수를 제공 할 수 있습니다.부싱 베어링은 밀폐 된 볼 부싱을 손상시킬 수있는 입자로 거친 환경에서 원활하게 작동하거나 충격 하중으로 손상된 볼 베어링 시스템에서 정상적으로 작동 할 수 있습니다.반면에 볼 사이클 소음은 볼 부싱 또는 사각 가이드 베어링에서 문제가 될 수 있지만 이러한 부싱 베어링의 경우에는 큰 영향을 미치지 않습니다.접촉면이 넓은 영역에 분포되어 있기 때문에 볼 부싱이있는 강화 강철 샤프트가 필요하지 않습니다.스테인리스 스틸 샤프트는 반도체 및 제약과 같은 깨끗한 환경과 식품 가공과 같은 열악한 환경 모두에 사용할 수 있습니다.
대부분의 경우 디자이너는 기술을 선택할 때 유연성이 뛰어납니다.각 기능에 가장 적합한 구성 요소로 시스템'그러나이 최적의 솔루션을 달성하려면 가공, 표면 마무리 및 설치 비용뿐만 아니라 총 설치 비용도 고려해야합니다.