Linjära axlar: axeländar och monteringsalternativ för linjära axlar

Fästmekanismerna för linjära axlar eller styraxlar i mekaniska system kräver noggrann planering. Olika axeländar tillåter olika monteringsalternativ. Den här artikeln ger en översikt över tillgängliga axeländar och besvarar frågan om vilka axelhållare eller axelstödsalternativ som finns tillgängliga och var de är lämpliga. Som en del av detta tar vi också en detaljerad titt på de fasta och flytande lagertyperna för axlar.

Vad är ett linjärt stöd?

Fästmekanismerna för linjära axlar eller styraxlar fungerar som precisionslokaliseringsmekanismer i mekaniska system. Vanliga monteringsalternativ för linjära axlar inkluderar ändbrickor, fästelement eller justeringsringar. Många av monteringsalternativen kan också användas för stående vridmomentaxlar, där de förhindrar axiell rörelse samtidigt som de absorberar och avleder vridmoment som utövas på axeln i maskinhuset.

Fasta och rörliga lager för axlar

Vanligtvis krävs två lager för att stödja axlar och axlar. För att möjliggöra expansion rekommenderas ett fast flytande lager för axlar i de flesta fall. Det flytande lagret fungerar som det radiella stödet och den axiella styrningen för axeln samtidigt som det tillåter rörelse i axiell riktning. Till skillnad från det flytande lagret fixerar ett fast lager axeln i axiell riktning. Det fasta lagret blir referenspunkt i kombinationen av rörligt lager och fast lager.

Varför är kombinationen av rörligt lager med fast lager lämplig för en axel? Om axeln till exempel är installerad med två rullager finns det ett definierat spel som är inbyggt i konstruktionen. Detta spel förändras när värme byggs upp under drift; axeln expanderar. Det flytande lagret kompenserar nu för dessa avståndsskillnader, eftersom det tillåter axiella rörelser. Detta leder till en längre livslängd för de installerade rullagarna och systemet som helhet.

Olika anslutningsalternativ för linjära axlar

Förregling är en anslutning som skapas när komponenterna som ska anslutas paras ihop baserat på deras form. Formen förhindrar rörelse. Till exempel används axelspår för axlar. I kombination med en låsring positionerar de axeln axiellt. Denna typ av spärr är till exempel lämplig för att positivt förhindra linjära rörelser och för att förhindra utdragning. Precisionsjusteringar är dock svåra. Däremot genererar ett friktionslås en kontaktkraft, vanligtvis med skruvar eller klämmor, som förbinder respektive komponenter till varandra. För axlar åstadkoms detta till exempel med klämskruvar eller klämhylsor, vilket ger en mycket stabil anslutning efter åtdragning. En tidigare precisionsjustering är fortfarande möjlig. När det används i enlighet därmed kan ett friktionslås också förhindra vridning förutom att fixera det axiella läget.

Friktionslås implementeras vanligtvis som en omkretsklämma eller som en klämma med grubskruv. En omkretsklämma eller klämanslutning skapar en kompression över axelns omkrets, vilket säkrar axeln mot vridning och axiell rörelse. Det är också lämpligt för högre vridmoment. Det finns olika koncept för att implementera en omkretsklämma. Detta inkluderar exempelvis koniska klämelement eller klämanslutningar med halvskal. På vissa av dessa, såsom klämanslutningen med halvskal, kan deras asymmetriska struktur orsaka en ojämn ytkompression och ett obalanserat tillstånd.

Om axeln kläms fast med en ställskruv hålls axeln på plats av ställskruven. Åtdragning av ställskruven skadar axelytan, vilket därefter kan störa demonteringen på grund av det lilla mellanrummet. Detta kan till exempel förhindras genom punktborrning av axeln före montering. Klämma med ställskruvar ska endast användas i tillämpningar med låga vridmoment, låga axiella belastningar och låga hastigheter. Den möjliggör enkel och snabb montering och demontering i svåråtkomliga installationsutrymmen. För en säker anslutning utan att skada komponenterna måste det åtdragningsmoment som krävs för ställskruven observeras.

Axeländar för stöd av linjära axlar

Axeländen är inte bara änden av en axel. Axeländarnas utformning påverkar i hög grad axelns installationsalternativ, precisionen under montering och inriktning samt stabiliteten i anslutningen mellan axeln och lagren eller axelkopplingen eller maskinhuset. En axelände kan också fungera som ett gränssnitt för ytterligare komponenter, och mekanisk energi levereras ofta eller avleds över axeländen. Det finns olika standarder för de olika versionerna av axeländar. Cylindriska axeländar är till exempel standardiserade i enlighet med DIN 748 - Cylindriska axeländar, dimensioner, nominella vridmoment.

Följande tabell ger en delvis översikt över olika axeländskonfigurationer och deras monteringsalternativ:

Observera att illustrationen är förenklad. Olika ändar till vänster och höger är möjliga.

Axelstöd för att säkra linjära axlar

Skaftstöd, även kända som kuddblock, ansluter styva skaft, axlar och andra komponenter tillsammans i ett övergripande system. De fungerar också som horisontella eller vertikala lager för axlar och linjära axlar. De tryck- och draglasterna överförs från axeln genom axelstöden till maskinhuset eller applikationens bärande struktur. Identiska fästalternativ gäller för ihåliga axlar. Varianten med stödskena är också ett alternativ för öppna lager med ett segmentutskärning som passar för linjära axlar som stöds. Denna stödskena förhindrar att axeln sviktar genom att stödja axeln längs hela dess längd.

Olika axelstöd kan användas beroende på tillämpningskraven. MISUMI erbjuder olika former av axelstöd:

• T-form: Detta axelstöd är upprätt. Den består av en bas med ett vertikalt hål för axeln och möjliggör stabil fastsättning.
• L-form: Rätvinklig form som möjliggör lateral fastsättning av skaftet.
• Blockform: Kuboid, robust konstruktion som ger hög stabilitet och lastkapacitet.
• Rund: Cylindrisk form för enhetligt axelstöd.
• Rund fläns: Runt stöd med fläns för stabil montering och exakt inriktning. Underlättar infästning på olika ytor.

Nedan följer några axelstöd som presenteras i detalj:

Axelflänsar

Flänsade fästen ger hög stabilitet eftersom flänsen är fäst på axeln. Axelflänsar installeras ofta i tillämpningar med vertikal slaglängd. MISUMI har alternativ för att konfigurera detta paket med slitsklämma och klämskruv. En rund axelfläns med låg profil kan användas om installationsutrymmet är begränsat.

MISUMI erbjuder ett bakre monteringsalternativ som en speciell form för axelflänsar. För detta ändamål har baksidan av axelflänsen en försänkning för en topplocksskruv som används för att säkra axeln. Denna installationsmetod kräver en linjär axel med invändig gänga på framsidan. Denna typ av fästning eliminerar behovet av ytterligare fastspänning.

Ställ in kragar och klämringar som axelstöd

Ställkragar, även kallade klämringar, passar för låsaxlar och kan fungera som stopp och även som positioneringsanordning. De säkrar axeln i ett förutbestämt läge. Den inställda kragen kan monteras var som helst på axeln, vilket eliminerar behovet av en axelaxel. Den flexibla monteringen gör det också möjligt att använda ställkragar som axelstöd vid axeländen. MISUMI erbjuder en mängd olika designer:

• Ställ in kragen med grub-skruv
• Klämring med slits
• Ställ in kragen med slits och spännspak
• Ställkrage med kilspår

Tvådelade ställkragar delas i mitten. Med två skruvar dras skalen åt mot varandra för att generera klämkraften på axeln. Konstruktionen i två delar möjliggör enkel montering i trånga utrymmen. Vid underhåll kan den ställkragen enkelt tas bort utan att axeln behöver tas bort.

Höga klämkrafter kan uppstå vid fastspänning med ställkragar med slitsar. Positionen kan väljas fritt eftersom infästning inte kräver en plan yta på axeln. Både den slitsade och den tvådelade låsringen fördelar klämkraften över hela kontaktytan, vilket resulterar i en hög klämeffekt utan att skada axelytan.

Axelstöd för begränsat installationsutrymme

Axelstöd används inte bara i stora maskiner. Axlar och axelstöd kan även användas i precisionsmekanik, t.ex. för optiska enheter. För de fall med begränsat utrymme erbjuder MISUMI särskilt små och lågprofilerade axelblock. På dessa axelblock är monteringshålen placerade på sidan, så att de kan installeras i trånga utrymmen. Beroende på axelns diameter är den resulterande axelhöjden därför ca 5 mm.