Vi håller på att översätta vår butik till svenska!
Men eftersom vi har många produkter och sidor tar det tid. Under tiden finns vår produktkatalog på engelska. Tack för ditt tålamod!
Linjära axlar: Precisionsstandarder för MISUMI linjära axlar
Linjära axlar är en delmängd av linjära gejder och ger stabilitet och precision i linjära rörelsesystem. Olika precisionskrav ställs på linjära axlar för att säkerställa att rörelser utförs med låg friktion, exakt och tillförlitligt. Dessa krav specificerar rundhet, rakhet och vinkelräthet samt koncentriciteten hos det linjära skaftet. MISUMI erbjuder linjära axlar i standard- och precisionsversioner. I den här artikeln kommer du att lära dig om de olika funktionerna, när du ska använda vilken variant och vilka precisionskrav som handlar om.
Viktiga precisionsparametrar för linjära axlar
Typiska precisionsparametrar för linjära axlar är rakhet, rundhet, vinkelräthet och koncentricitet. De påverkar noggrannheten, stabiliteten och livslängden för installerade linjära axlar och för hela systemet där de linjära axlarna är installerade. Även mindre avvikelser kan leda till ökat slitage, vibrationer eller positioneringsfel. I detta sammanhang är dimensionstoleranser och val av passform viktiga aspekter för tillverkning och användning av linjära axlar. Formtoleransen beskriver den tillåtna avvikelsen för den geometriska axelformen från den ideala nominella dimensionen, medan positionstoleransen beskriver den tillåtna avvikelsen från den ideala positionen eller inriktningen av ett axel.
- (D) Diameter
- (K) Rakhet
- (M) Rundhet
- (L) Arbetslängd
- (Y) Resulterande total längd
- (F) Steg, vänster
- (P) Gängad diameter eller stegdiameter, vänster
- (S) Gänglängdssteg, höger
- (T) Steg, höger
- (B) Gänglängdssteg, vänster
- (Q) Gänga eller stegdiameter, höger
Efterlevnad av precisionsstandarder är också ett viktigt kriterium för val av upphandlingsmarknader. En tillverkningsanläggning i Portugal ger MISUMI möjlighet att producera precisionsdelar inom EU. På MISUMI drar vi nytta av detta genom en hög grad av leveranser i tid, jämförelsevis korta leveransvägar och material som uppfyller europeiska standarder.
I följande avsnitt diskuteras några av nyckelparametrarna i detalj:
Linjära axlars rundhet
Rundhet beskriver hur exakt skaftets tvärsnitt motsvarar en matematiskt perfekt cirkel. Hög rundhet säkerställer jämn lagerbelastning och hög prestanda. Avvikelser på bara några millimeter kan leda till en förspänning, vilket gör att den linjära axeln och lagret slits ut snabbare. Tillämpningar med hög precision kräver därför snäva rundhetstoleranser.
Rundgång och rundhet är inte samma sak. Rundgång beskriver hur axeln roterar kring rotationsaxeln, mätt vid en fast punkt på axeln. Detta specificeras av så kallade rundgångstoleranser som beskriver avvikelsen från idealaxeln.
- (1) Axel
- (2) Idealisk, rund axeldiameter
- (3) Avvikelse från verklig diameter
Följande tabell visar rundheten M som en funktion av D och ISO-toleransen:
| ISO-tolerans | ||
|---|---|---|
| Exempel på diameter D | g6, h6 - härdad axel | f8 - Ohärdad axel |
| Rundhet M | Rundhet M | |
| 10 | 0.004 | 0.011 |
| 16 | 0.005 | 0.014 |
| 30 | 0.006 | 0.017 |
| 50 | 0.007 | 0.020 |
Avvikelser i ytterdiameter
En exakt ytterdiameter inom ett snävt toleransfälts gränser är särskilt relevant om hög noggrannhet och jämnhet krävs. Det utgör också grunden om en exakt inriktning utan spel är nödvändig eller om specifika typer av passform krävs, till exempel interferenspassning.
Medan den tillåtna avvikelsen för precisionsversionen är 0,02 mm specificerar standardversionen en avvikelsetolerans på 0,1 mm.
Linjär axelräthet
Rakhet beskriver noggrannheten i inriktningen av ett skaft över hela dess längd. Det bör inte avvika från en idealisk linje. Ju mer exakt rakhet, desto mer exakt och till och med rörelserna hos de guidade komponenterna är. En 3D-koordinatmätmaskin och sond kan användas för att mäta rakhet.
Följande tabell visar MISUMI:s precisionsstandarder för linjär axelräthet som funktion av D och L:
| g6, h6 - Härdad axel |
f8 - Ohärdad axel |
|||
|---|---|---|---|---|
| L | D | Rakhet K | L | Rakhet K |
| * | 3 och 4 | ≤ (L/100) x 0.05 | ≤ 100 | ≤ 0.025 |
| * | 5 | ≤ (L/100) x 0.03 | ||
| ≤ 100 | 6 till 50 | ≤ 0.01 | > 100 | ≤ (L/100) x 0.025 |
| > 100 | ≤ (L/100) x 0.01 | |||
Koncentriska linjära axlar
En axels koncentriskitet betyder hur exakt de roterande axlarna på till exempel en axels ytterdiameter och en journalförskjutning på framsidan är inriktade med varandra. Ju högre koncentricitet, desto mer enhetligt rotationsbeteende. Rundgång och koncentricitet är därför direkt relaterade. För icke-roterande linjära axlar är koncentricitet mest relevant för inriktningsnoggrannhet.
Linjär axel vinkelräthet
Perpendikuläritet säkerställer att linjärskaftet är i exakt 90° vinkel mot andra systemkomponenter. Stress och laterala skjuvkrafter kan förekomma i frånvaro av vinkelräthet. Dessa påverkar styrning, friktion och rörelse.
Längdavvikelser
Följande tabell visar avvikelsetoleranserna för dimension L eller Y som en funktion av detaljlängden.
| Dimension L/(Y) | g6, h6 - härdad axel | f8 - Ohärdad axel | |
|---|---|---|---|
| över | eller lägre | Tolerans | |
| > 3 | ≤ 6 | ±0.1 | |
| > 6 | ≤ 30 | ±0.2 | |
| > 30 | ≤ 120 | ±0.3 | |
| > 120 | ≤ 400 | ±0.5 | |
| > 400 | ≤ 1 000 | ±0.8 | |
| > 1 000 | ≤ 1500 | ±1.2 | |
Avvikelse för väggtjocklek
Väggtjockleken på ihåliga axlar påverkar linjäraxelns totala stabilitet och böjhållfasthet. Fokus ligger i detta fall på material- och/eller viktbesparingar. Samtidigt påverkar väggtjockleken axelns deformation genom att flytta centroiden. Axeln deformeras i varierande grad (se även koncentriskitet) beroende på orienteringen av den radiella kraften som verkar på axeln. På inre gängfogar påverkar väggtjockleken också inriktningsnoggrannheten.
Följande tabell ger en översikt över tillåtna avvikelser i ihålig axelväggstjocklek för axlar tillverkade av material motsvarande EN 1.3505 och EN 1.4125.
| D | EN 1.3505 Equiv. Avvikelsevärde för väggtjocklek |
EN 1.4125 Equiv. Avvikelsevärde för väggtjocklek |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 6 | ≤ 0.3 | - | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 | ≤ 0.4 | ≤ 1.5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 | ≤ 4.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 12 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 13 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 16 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 25 | ≤ 0.6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30 | ≤ 1.0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 35 | - | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | ≤ 1.5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 50 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rätt val: Skillnader mellan standard- och precisionsdesign
MISUMI tillverkar linjära axlar i standard- och precisionsversioner. Båda varianterna skiljer sig åt, t.ex. i rundhet och rakhet, axeltoleransklasser, ytfinish, material, materialets hårdhet och deras tillämpningar.
För mer information om detta ämne, se våra bloggar om hårdhetstester (relevanta för materialval) och grunderna för ytjämnhet (relevanta för precisionen och livslängden hos linjära axlar).
Följande är några av de material som används för att tillverka axlar:
Material: Precisionsmaterial CF53 (DIN/EN)
Materialet CF53, eller europeiskt materialnummer 1.1213, är ett olegerat härdat stål. Dess kemiska sammansättning består av kol, kisel, mangan, fosfor och svavel. CF53 är lämplig för induktion och flamhärdning och kan därför användas i tillämpningar med höga mekaniska belastningar. Det används ofta inom fordonsindustrin, t.ex. i axelkomponenter eller styrpelare. Med en genomsnittlig kolhalt på cirka 0,5 % kan CF53 bearbetas korrekt genom svarvning, fräsning och slipning. Högdimensionell stabilitet kan uppnås tack vare den induktiva härdningen. Den är därför lätt anpassad för att producera precisionsaxlar.
Material: Precisionsmaterial C45 (JIS)
Materialet C45 (JIS) motsvarar det europeiska materialnumret 1.0503 med DIN/EN-kortnamnet S45C. Det är ett olegerat härdat eller strukturellt stål med mycket enhetlig kornstruktur och hög kolhalt. Den har hög hållfasthet, seghet och slitstyrka, vilket gör den till ett populärt stål för maskintekniska tillämpningar. C45 kan endast härdas inom gränserna. Full genomhärdning är inte möjlig, men hög kanthårdhet kan uppnås.
Material: Precisionsmaterial SUJ2 (JIS)
Materialet SUJ2 (JIS) motsvarar det europeiska materialnumret 1.3505 med DIN/EN-kortnamn 100 Cr6 och är ett rullningslagerstål. Den används för att tillverka rullningslager, men används även i maskintekniska tillämpningar för komponenter som utsätts för slitage.
Material: Precisionsmaterial SUS304 (JIS)
Materialet SUS304 (JIS) motsvarar det europeiska materialnumret 1.4301 med DIN/EN-kortnamnet X5CrNi18-10. Det är ett austenitiskt rostfritt stål med 18 % krom och 8 % nickelhalt. SUS304 är en av de mest använda rostfria stålsorterna. Dess mekaniska egenskaper och goda värmebeständighet gör den till det föredragna valet för tillämpningar som kräver styrka och korrosionsbeständighet. Även om SUS 304 är känd för sin utmärkta korrosionsbeständighet kan den korrodera, till exempel i varma kloridmiljöer.
Material: Precisionsmaterial SUS440C (JIS)
Materialet SUS440C (JIS) överensstämmer med det europeiska materialnumret 1.4125 med DIN/EN-kortnamnet X105CrMo17. Det är ett martensitiskt rostfritt stål med hög kolhalt. SUS440C uppnår mycket hög hållfasthet, hårdhet och utmärkt slitstyrka efter värmebehandling. Förutom sina mekaniska egenskaper kännetecknas den av god korrosionsbeständighet i milt fuktiga, sura eller alkaliska industrimiljöer.
Olika ISO-toleranser
Det finns olika ISO-toleransklasser för linjär axelprecision som definierar dimensionell noggrannhet och tillverkningstoleranser. De definierar tillåtna avvikelser från den nominella dimensionen för axeldiametern och påverkar passningsnoggrannheten med lager (t.ex. glidlagerbussningar) och gejder. Axeltoleransen anger hur exakt axeldiametern motsvarar den nominella eller ideala dimensionen. Precisionskonstruktioner har ofta snävare toleranser, medan standardkonstruktioner används i applikationer som tillåter bredare toleranser.
Vad innebär ISO-toleransklasser för axlar i detalj?
Det finns en skillnad mellan fina och grova toleranser. Fin tolerans innebär att axeln tillverkas till mycket snäva dimensionstoleranser och det finns lite utrymme för avvikelse. Skaft med fin tolerans har hög precision, t.ex. toleransklass h5. Grova toleranser tillåter större avvikelser från den nominella storleken. Skaft av denna typ, t.ex. med tolerans f8, har lägre precision, men är oftast mer kostnadseffektiva. En vanlig toleransklass är toleransfältet h7, som definierar en smal dimensionell avvikelse för passformer.
Axelns toleranser samverkar alltid med toleranserna hos lagret eller gejden, t.ex. diametertoleransen hos glidlagerbussningar. Kombinationen av de olika toleransfälten resulterar i olika passformer (t.ex. frigångspassform, presspassform eller övergångspassform). Till exempel beskriver F8/h7-kombinationen en tät passform för precisionsmaskiner med exakta positioneringskrav. Medan den stora bokstaven definierar toleransfältet i hålet, definierar den lilla bokstaven toleransfältet på axeln.
För mer information om form- och positionstoleranser, se vår artikel om form- och positionstoleranser enligt ISO 1101 och japansk standard JIS B 0001.
Olika versioner efter lagertyp
Glidlager och rullningslager har olika krav på axelprecision. Glidlager har två ytor som rör sig motsatt varandra, vilket resulterar i en glidande rörelse. Glidlager har en stor kontaktyta och kan också rymma axlar gjorda av icke-härdat material på grund av tillhörande lägre ytkompression. Placeringen av glidlagret på axeln är dock ofta mindre exakt jämfört med rullningslager. Glidlager är lätta att tillverka och kostnadseffektiva. De är vanligtvis lämpade för applikationer där axeljusteringsnoggrannhet är av sekundär betydelse och som medför vibrations- eller stötbelastningar.
Rullande lager ska användas närhelst höga precisionskrav specificeras. Rullande lager minskar friktionsmotståndet med rullkroppar mellan de inre och yttre ringarna. Rullande lager är särskilt släta på grund av den resulterande rullfriktionen. Precisionsstål kan användas för att tillverka särskilt höga precisionskrav. Som ett resultat har kulorna för rullelementen hög hårdhet med fast punktkontakt och uppnår höga dynamiska belastningsvärden. För att undvika vittnesmärken och andra skador på axelytan ska linjäraxelns material alltid ha en högre hårdhet än rullelementens material.
Liknande artiklar
