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Worin bestehen die Unterschiede zwischen glatten und rollenden Linearführungen?
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Eine Linearführung (oder Linearführung) ist ein mechanisches Element, das eine Relativbewegung zwischen zwei Oberflächen ermöglicht, wobei eine Oberfläche die andere trägt und die Reibung zwischen den beiden minimiert. Es gibt zwei Grundtypen von Linearführungen: Gleit- und Wälzkörper. Während ihre allgemeine Funktion die gleiche ist, unterscheiden sich ihr Design und ihre Leistung erheblich.
【Linear Führungen mit glatter (gleitender) Oberfläche motion】
Gleitlager sind die einfachste Art der Linearführung und basieren auf dem Gleitkontakt zwischen zwei Oberflächen. Sie können als Kastenrinne, Schwalbenschwanz oder Welle und Buchse ausgeführt werden. Kastenbahnlager sind in der Lage, höchste Belastungen aufzunehmen, während Schwalbenschwanz-Konstruktionen eine weniger präzise Bearbeitung und Montage erfordern. Gleitlagerbuchsen sind einfach herzustellen und zu montieren, aber ihre freitragenden Wellen verleihen ihnen begrenzte Tragfähigkeiten und machen sie anfällig für Durchbiegungen.
Während Metalloberflächen die höchste Steifigkeit und Belastbarkeit aufweisen, können Gleitlager auch aus Kunststoffen oder Verbundwerkstoffen für eine hohe Korrosionsbeständigkeit und die damit verbundenen Schmiereigenschaften hergestellt werden. Es ist wichtig zu beachten, dass der Gleitkontakt immer zwischen ungleichen Materialien liegen sollte, wobei ein Element härter ist als das andere. Dadurch kann der Verschleiß im weicheren Element konzentriert werden.
Gleitlager haben einen hohen Reibungskoeffizienten, typischerweise 0,05 bis 0,1, im Vergleich zu Wälzlagern. Im Gegensatz zu Wälzkörpern können sie jedoch Stoßbelastungen und Vibrationen ohne nennenswerte Beschädigung der Oberflächen widerstehen. Gleitlager sind zudem weniger empfindlich gegen Verschmutzung und erleiden selten katastrophale Ausfälle.
【Linear führt mit Rollen motion】
Wälzkörper-Linearführungen fügen Kugeln oder Rollen zwischen den beiden Lagerflächen hinzu. Wälzlager können rezirkulierend (Profilschienenführungen oder Linearbuchsen/Linearlagerführungen) oder nicht rezirkulierend (Nockenrollenführungen oder Kreuzrollenschlitten) sein. Umlaufkonstruktionen ermöglichen eine unbegrenzte Bewegung entlang der Länge der Führungsschiene oder Welle, wobei nicht umlaufende Konstruktionen durch die Länge des Lagers im Hub begrenzt sind.
Ein wesentlicher Vorteil von Wälzkörper-Linearführungen ist ihr niedriger Reibungskoeffizient, der typischerweise 0,005 bis 0,01 beträgt. Da sie aus Lagerstahl gefertigt sind, haben sie eine wesentlich höhere Tragfähigkeit und können für eine sehr hohe Steifigkeit vorgespannt werden. Die Vorspannung erhöht jedoch die Reibung und muss bei der Dimensionierung von Wälzkörper-Linearführungen berücksichtigt werden.
Während Gleitlager aus einer Vielzahl von Materialien gefertigt werden können, kommt die Vielfalt der Profilschienenwälzlager in ihren Gleisgeometrien und Laufbahnanordnungen zum Tragen. Die Gleisgeometrie definiert, wie die Wälzkörper mit den Laufbahnen in Kontakt kommen. Profilgleisgeometrien können entweder Kreisbogen sein, was zu geringerer Reibung führt, oder gotischer Bogen, der zu höheren Momentenleistungen führt. Darüber hinaus kann die Anordnung der Laufbahnen auf der Profilschiene entweder vor Ort oder rückwärts erfolgen. Die Anordnung von Angesicht zu Angesicht weist in alle Richtungen gleiche Tragfähigkeiten auf, während die Anordnung von Angesicht zu Angesicht größere Drehmomentkapazitäten bietet.
Die Bestimmung der Lebensdauer von Wälzkörper-Linearführungen erfolgt durch Berechnung der L10-Lagerlebensdauer, die eine theoretische, aber statistisch formulierte Vorhersage des Weges ist, den das Lager zurücklegen kann, bevor es seine Lebensdauer erreicht. Die Lebensdauer des L10 basiert auf der Art und Größe der Belastung, obwohl Umgebungsfaktoren wie Stöße, Vibrationen und Verunreinigungen die Lebensdauer von Wälzlagern reduzieren können.
