W tej prezentacji przyjrzymy się jak działają plastikowe łożyska liniowe. Dowiemy się również, skąd bierze się zjawisko stick-slip w łożyskach liniowych i jak można go łatwo uniknąć.
Często, podczas realizacji swoich obowiązków, spotykamy klientów, którzy stosują łożyska kulkowe w każdym zastosowaniu liniowym w swoich urządzeniach. Podczas gdy w wielu przypadkach plastikowe łożysko ślizgowe pracujące na sucho mogłoby zaoferować im zarówno redukcję kosztów, jak i ulepszenia techniczne urządzeń. Kiedy pytam dlaczego, zazwyczaj otrzymuję odpowiedź, że w przeszłości używali oni łożysk ślizgowych tylko po to, aby napotkać zjawisko stick-slip, czyli “przyklejaniem się”. Innymi słowy, system łożysk porusza się raczej ruchem drgającym, a nie miłym, płynnym ruchem, do którego dążą wszystkie zastosowania liniowe. Dobrą wiadomością dla wszystkich, którzy cierpią z powodu kleju jest to, że problemu tego łatwo uniknąć.
Plastikowe łożyska liniowe: przegląd zalet
W przeciwieństwie do technologii tradycyjnego łożyska kulkowego, które pracują z elementem tocznym i układem smarowania (jak olej lub smar), łożyska z tworzywa sztucznego są specjalnie zaprojektowane do ślizgania się bez potrzeby smarowania zewnętrznego. Ten brak środka smarującego jest jedną z kluczowych zalet wyboru zaprojektowanego łożyska plastikowego do danego zastosowania. Bez smaru i oleju, łożyska plastikowe możemy stosować w środowiskach, w których zanieczyszczenie smaru nie jest problemem. Np. w urządzeniach laboratoryjnych i liniach przetwórstwa spożywczego, a także w trudnych i brudnych środowiskach, w których cząstki stałe gromadziłyby się w smarze, a następnie zatykałyby elementy toczne łożysk kulkowych. Dzięki bezsmarowym łożyskom tocznym, oszczędzamy na konserwacji i przestojach, które są częste podczas stosowania łożysk kulkowych.
Z drugiej strony, łożyska z tworzywa sztucznego pracują z wykorzystaniem systemu stałych środków smarnych osadzonych bezpośrednio w materiale plastikowym. Te maleńkie cząsteczki środka smarnego przenoszą się z łożyska na wał w miarę zmniejszania się tarcia układu. Oznacza to, że smarowanie i zatykanie może odejść do przeszłości. Prawdziwą zaletą jest to, że to suche smarowanie jest homogenicznie mieszane w całym łożysku. Dzięki temu nie potrzebujemy żadnych zabiegów konserwacyjnych, a smar nie wydostaje się z układu, pozostawiając układ niesmarowany.
Poza tworzywem bazowym i smarami stałymi, plastikowe łożyska liniowe wypełnia się osnową wzmocnień włóknistych. Oferują one wyższą wytrzymałość i odporność na zużycie w porównaniu z prostymi polimerami.
Zjawisko stick-slip – jak go uniknąć?
Teraz, nawet jeśli te stałe środki smarne wewnątrz plastikowych łożysk liniowych mogą zaoszczędzić czas, pieniądze i zmniejszyć zagrożenie zanieczyszczeniami, łożyska te nadal będą miały współczynnik tarcia wyższy niż w przypadku smarowanych łożysk kulkowych. Z tego powodu należy rozważyć kilka kwestii konstrukcyjnych, aby uniknąć zjawisko stick-slip.
1. Postępuj zgodnie z zasadą 2:1!
Jeżeli siła napędowa (Fa) lub przyłożona siła obciążenia (Fs) jest większa niż dwukrotna długość łożyska (w,x), może dojść do kłopotliwego wiązania lub drgań. Odległość ta jest mierzona od tych sił do szyny znajdującej się najbliżej siły napędowej. Zalecam, aby zawsze rozkładać te łożyska tak daleko od siebie, jak tylko pozwala na to Twoja konstrukcja.
Podczas przenoszenia obciążenia wspornikowego zestawy łożysk będą drgać, gdy przesuwają się w jednym lub w obu kierunkach. Łożyska mogą się też w ogóle nie poruszać, jeśli są przesuwane z dużym przesunięciem siły napędowej.
2. Zdefiniuj stronę stałą i pływającą
Jeśli używasz systemu dwuszynowego, z 4 łożyskami, ważne jest, aby zdefiniować jedną szynę jako stronę stałą. Powinna to być szyna najbliższa sile napędowej. Druga szyna musi być stroną pływającą, co oznacza, że używa łożysk z małym luzem. Posiadanie jednej strony stałej, a drugiej pływającej zmniejsza siłę napędową potrzebną do poruszania układu. Ogranicza zużycie do minimum, maksymalizując trwałość użytkową łożysk i zwiększając możliwą maksymalną prędkość. Zastosowanie systemu stałego/pływakowego zapewnia również lepszą precyzję i kompensuje niewspółosiowość szyn kątowych. Jeśli nie używasz systemu stałego/spływającego, musisz obliczyć swoje 2:1 z dalszej szyny, co ogranicza Twoje możliwości projektowe.
Mam nadzieję, że ten artykuł pomoże Państwu rozważyć zastosowanie łożysk liniowych drylin® w Państwa przyszłych zastosowaniach.
