Độ lệch trục tuyến tính: Khi trục không được hỗ trợ cần hỗ trợ thêm

Trong nhiều hệ thống chuyển động tuyến tính đơn giản, trục tuyến tính không được hỗ trợ có thể hoạt động tốt khi hành trình ngắn và tải nhẹ. Nó tiết kiệm, dễ lắp đặt và được sử dụng rộng rãi với các vòng bi tuyến tính tiêu chuẩn. Tuy nhiên, khi trục trở nên dài hơn hoặc tải trọng chuyển động trở nên nặng hơn, độ lệch trục có thể trở thành một vấn đề thực sự.

Độ lệch trục tuyến tính không phải lúc nào cũng có nghĩa là trục bị gãy. Trong nhiều trường hợp, trục chỉ uốn cong nhẹ khi chịu tải. Nhưng ngay cả một lượng uốn nhỏ cũng có thể ảnh hưởng đến chuyển động của ổ trục tuyến tính. Vòng bi có thể bị kẹt ở một số vị trí, lực trượt có thể không đồng đều hoặc máy có thể mất ổn định trong quá trình di chuyển lặp đi lặp lại.

Bài viết này giải thích độ lệch trục tuyến tính là gì, tại sao trục không được đỡ uốn cong dễ dàng hơn và khi nàotrục tuyến tính được hỗ trợ, Đường ray hỗ trợ SBR, Đường ray hỗ trợ TBR, hoặc đường dẫn tuyến tính biên dạng nên được xem xét.

Độ lệch trục tuyến tính đề cập đến sự uốn cong hoặc võng của mộttrục tuyến tính tròndưới tải. Điều này phổ biến nhất khi trục chỉ được đỡ ở cả hai đầu và nhịp không được đỡ tương đối dài.

Trong hệ thống ổ trục tuyến tính, trục không chỉ là bề mặt dẫn hướng. Nó cũng trở thành một phần của cấu trúc hỗ trợ. Nếu trục bị cong trong quá trình vận hành, điều kiện tiếp xúc giữa trục và ổ trục tuyến tính sẽ thay đổi. Điều này có thể làm tăng ma sát, tạo ra tải trọng không đồng đều lên các bi chịu lực và làm giảm độ trơn tru của chuyển động.

Vì lý do này, độ lệch trục phải được xem xét cùng với đường kính trục, chiều dài trục, trọng lượng tải, loại ổ trục, hướng lắp đặt và độ cứng của khung máy.

Linear shaft deflection under load between two supports — Độ lệch trục tuyến tính dưới tải

Trục tuyến tính không được đỡ thường được cố định ở cả hai đầu hoặc được gắn với các khối đỡ trục. Phần giữa của trục không có giá đỡ liên tục. Khi trục ngắn, cấu trúc này có thể đơn giản và hiệu quả. Nhưng khi khoảng cách giữa các giá đỡ dài hơn, trục sẽ dễ bị uốn cong hơn dưới sức nặng của các bộ phận chuyển động.

Điều này đặc biệt quan trọng trong các hệ thống chuyển động ngang. Trong lắp đặt nằm ngang, trọng lực tác động trực tiếp lên trục và bàn trượt chuyển động. Nếu đường kính trục quá nhỏ so với nhịp và tải trọng thì trục có thể bị lệch ở giữa. Khoảng cách không được hỗ trợ càng dài thì độ cứng càng trở nên quan trọng.

Vấn đề không phải lúc nào cũng có thể nhìn thấy ngay từ cái nhìn đầu tiên. Trục có thể nhìn thẳng khi không có tải, nhưng sau khi thêm khối ổ trục tuyến tính, tấm lắp, đồ gá hoặc phôi gia công vào, trục có thể uốn cong đủ để ảnh hưởng đến chuyển động.

Độ lệch trục ở mức độ nhỏ vẫn có thể được chấp nhận trong các thiết bị có độ chính xác thấp hoặc thiết bị hoạt động nhẹ-. Độ lệch của trục trở thành vấn đề khi nó bắt đầu ảnh hưởng đến chuyển động của ổ trục, độ ổn định của vị trí hoặc tuổi thọ sử dụng.

Trong nhiều ứng dụng thực tế, dấu hiệu cảnh báo đầu tiên không thể nhìn thấy được là bị uốn cong. Thay vào đó, máy có thể chuyển động không ổn định hoặc lực cản trượt không đều.

	Ý nghĩa có thể	Những gì cần kiểm tra
Vòng bi có cảm giác căng ở giữa hành trình	Trục có thể bị uốn cong dưới tải	Chiều dài trục, đường kính trục, trọng lượng tải, phương pháp đỡ
Lực trượt thay đổi dọc theo hành trình	Trục có thể không giữ thẳng trong quá trình di chuyển	Độ thẳng, độ song song, khoảng cách hỗ trợ
Xuất hiện tiếng ồn hoặc rung lắc trong quá trình vận hành	Tải trọng mang có thể không đồng đều	Tình trạng ổ trục, gối đỡ trục, bôi trơn, hướng tải
Vết mòn không đều trên bề mặt trục	Áp lực tiếp xúc có thể tập trung ở một số khu vực nhất định	Độ cứng của trục, căn chỉnh, lắp ổ trục, kết cấu đỡ
Độ chính xác định vị trở nên không ổn định	Hệ thống hướng dẫn có thể không đủ cứng nhắc	Độ cứng khung máy, nhịp trục, loại dẫn hướng

Nếu những vấn đề này xuất hiện sau khi tăng chiều dài trục, trọng lượng tải hoặc tốc độ làm việc, cần kiểm tra độ lệch của trục trước khi chỉ thay thế ổ trục.

Bảng sau đây trình bày các giá trị độ võng gần đúng ở điểm giữa đối với trục ngang được đỡ đơn giản dưới tải trọng điểm trung tâm. Những hình vẽ này giả định một trục thép đặc (E=206 GPa) được đỡ ở cả hai đầu với tải trọng đặt ở tâm - vị trí-trong trường hợp xấu nhất gây ra độ võng.

Đường kính trục	Khoảng không được hỗ trợ	Tải trọng 5 kg	Tải trọng 10 kg	Tải trọng 20 kg
16mm	400mm	0,05mm	0,10mm	0,20mm
16mm	600mm	0,17 mm	0,34mm	0,68mm
20mm	500mm	0,04mm	0,08 mm	0,16mm
20mm	800mm	0,16mm	0,32 mm	0,64mm
25mm	600mm	0,04mm	0,08 mm	0,16mm
25mm	1000mm	0,19mm	0,38 mm	0,76mm
32mm	800mm	0,04mm	0,08 mm	0,16mm
32mm	1200mm	0,20mm	0,40mm	0,80mm

Lưu ý: Các giá trị này phản ánh độ lệch trọng lượng bản thân trục cộng với độ lệch tải điểm kết hợp. Độ lệch thực tế phụ thuộc vào vị trí khối ổ trục, sự phân bố khối lượng của bàn trượt và độ cứng của khung máy. Sử dụng những số liệu này làm tài liệu tham khảo ban đầu chứ không phải là tính toán thiết kế cuối cùng.

Độ lệch bao nhiêu có thể chấp nhận được?

Là tài liệu tham khảo thực tế cho việc lựa chọn phương pháp đỡ trục:

Dưới 0,05mm:Nói chung có thể chấp nhận được đối với hầu hết các ứng dụng-nhẹ và tự động hóa chung

0,05–0,10mm:Đường biên - có thể gây ra sự thay đổi lực cản đáng chú ý trong ổ trục; xem xét đường kính lớn hơn hoặc trục được hỗ trợ

Trên 0,10mm:Có khả năng gây ra hiện tượng liên kết ổ trục, lực trượt không đều và mài mòn nhanh; cần đánh giá trục được hỗ trợ, đường ray SBR hoặc đường dẫn tuyến tính biên dạng

Đối với các thiết bị chính xác như máy đánh dấu bằng laze, hệ thống kiểm tra hoặc bảng đo tọa độ, giới hạn chấp nhận được thường là 0,02–0,03mm. Trong những trường hợp này, trục không được đỡ hiếm khi là lựa chọn đúng bất kể đường kính.

Sự khác biệt chính giữa trục tuyến tính không được hỗ trợ và trục tuyến tính được hỗ trợ không chỉ ở hình dạng của sản phẩm. Đó là cách trục được hỗ trợ trong quá trình hoạt động.

Trục không được hỗ trợ phụ thuộc chủ yếu vào các giá đỡ cuối hoặc khối lắp đặt. Trục tuyến tính được đỡ có một đế đỡ bên dưới trục dọc theo chiều dài của nó. Sự hỗ trợ liên tục này giúp giảm độ cong và cải thiện độ ổn định trong các ứng dụng di chuyển dài hơn.

Mục	Trục tuyến tính không được hỗ trợ	Trục tuyến tính được hỗ trợ
Phương thức hỗ trợ	Thường được hỗ trợ ở cả hai đầu	Được hỗ trợ dọc theo chiều dài trục
Nguy cơ lệch hướng	Cao hơn khi nhịp dài	Thấp hơn vì trục có hỗ trợ liên tục
Loại ổ trục thông dụng	Vòng bi tuyến tính kín hoặc bộ phận vòng bi	Ổ trục tuyến tính loại mở hoặc khối ổ trục SBR/TBR
Sử dụng điển hình	Hành trình ngắn, tải nhẹ, cấu trúc đơn giản	Hành trình dài hơn, ổn định tốt hơn, tải trọng vừa phải
Hạn chế chính	Có thể uốn cong khi nhịp quá dài	Yêu cầu khối chịu lực mở phù hợp và nhiều không gian lắp đặt hơn

Điều này không có nghĩa là trục được hỗ trợ luôn là lựa chọn tốt hơn. Sự lựa chọn chính xác phụ thuộc vào tải thực tế, hành trình, đường kính trục, yêu cầu về độ chính xác và không gian lắp đặt sẵn có.

Độ lệch trục không nên chỉ được đánh giá bằng chiều dài trục. Một trục dài có đường kính đủ lớn và tải nhẹ vẫn có thể hoạt động tốt. Trục ngắn hơn với tải nặng và khả năng hỗ trợ kém vẫn có thể gây ra các vấn đề về chuyển động. Một số yếu tố cần được kiểm tra cùng nhau.

Nhịp không được đỡ càng dài thì trục càng dễ bị uốn cong. Thiết bị di chuyển dài, bàn trượt, máy cắt và khung tự động hóa nên chú ý nhiều hơn đến việc hỗ trợ trục.

Đường kính trục lớn hơn thường mang lại độ cứng cao hơn. Nếu đường kính trục quá nhỏ so với chiều dài hành trình và tải trọng thì việc tăng đường kính hoặc thay đổi phương pháp đỡ có thể là cần thiết.

Tấm chuyển động, đồ gá, dụng cụ, phôi và khối ổ trục đều tăng thêm tải cho hệ thống dẫn hướng. Nếu tải trọng thực tế cao hơn dự kiến, trục có thể bị lệch nhiều hơn so với thiết kế ban đầu cho phép.

Đối với các trục không được đỡ, khoảng cách giữa các điểm đỡ là rất quan trọng. Nếu các giá đỡ cách nhau quá xa thì phần giữa của trục sẽ trở thành khu vực chịu tải yếu nhất.

Khi lắp đặt theo chiều ngang, trọng lực có thể làm cho trục bị võng. Trong lắp đặt thẳng đứng, trục có thể được sử dụng chủ yếu để dẫn hướng, nhưng việc căn chỉnh và độ cứng vẫn rất quan trọng để chuyển động ổn định.

Nhiều máy sử dụng hai trục song song. Nếu một trục uốn cong nhiều hơn trục kia hoặc nếu hai trục không được lắp song song, ổ trục tuyến tính có thể bị kẹt. Trong trường hợp này, sự cố có thể trông giống như hỏng ổ trục nhưng nguyên nhân thực sự có thể là do sự hỗ trợ hoặc căn chỉnh.

Trục tuyến tính được hỗ trợ thường được xem xét khi hệ thống chuyển động cần được hỗ trợ tốt hơn trục đơn giản không được hỗ trợ có thể cung cấp. Nó thường được sử dụng trong các ứng dụng hành trình dài hơn trong đó trục phải duy trì ổn định trong quá trình chuyển động lặp đi lặp lại.

Bạn có thể cần trục tuyến tính được hỗ trợ hoặc đường ray tuyến tính được hỗ trợ SBR khi:

Trục dài và chỉ được đỡ ở hai đầu.
Tấm hoặc cỗ xe di chuyển không nhẹ lắm.
Vòng bi trở nên chặt chẽ ở gần giữa hành trình.
Máy cần chuyển động mượt mà hơn trong một hành trình dài hơn.
Hệ thống này được sử dụng trong bộ định tuyến CNC, máy chế biến gỗ, bàn tự động hóa, máy đóng gói hoặc thiết bị tương tự.
Người mua cần độ ổn định tốt hơn nhưng không yêu cầu đường dẫn tuyến tính có cấu hình có độ cứng cao-.

Đường ray được hỗ trợ SBR là giải pháp phổ biến cho các hệ thống trục tròn được hỗ trợ tiết kiệm. Đường ray được hỗ trợ TBR có thể được xem xét khi kết cấu cần độ cứng tốt hơn hệ thống SBR tiêu chuẩn.

Trục tuyến tính không được hỗ trợ vẫn hữu ích trong nhiều máy. Nó không nên được thay thế bằng một trục được hỗ trợ trong mọi ứng dụng. Đối với các hệ thống hành trình ngắn và tải nhẹ, trục không được hỗ trợ có thể đơn giản hơn, gọn hơn và tiết kiệm hơn.

Trục tuyến tính không được đỡ có thể phù hợp khi:

Chiều dài hành trình ngắn.
Tải trọng di chuyển nhẹ.
Đường kính trục đủ lớn cho nhịp.
Máy không yêu cầu độ cứng cao hay độ chính xác định vị cao.
Thiết bị có đủ khung đỡ và căn chỉnh tốt.
Thiết kế này yêu cầu cấu trúc chuyển động tuyến tính đơn giản và{0}}chi phí thấp.

Đối với nhiều thiết bị{0}}nhẹ, một trục không được hỗ trợ với ổ trục tuyến tính phù hợp có thể mang lại chuyển động trơn tru và đáng tin cậy. Điều quan trọng là kiểm tra xem nhịp, tải trọng và độ cứng có phù hợp với điều kiện làm việc thực tế hay không.

Trục tuyến tính được hỗ trợ có thể giảm độ lệch, nhưng nó vẫn khác với đường dẫn tuyến tính biên dạng. Nếu máy yêu cầu độ cứng cao hơn, khả năng chịu mô men lớn hơn, độ chính xác tốt hơn hoặc khả năng chống lại lực cắt và độ rung thì đường dẫn hướng tuyến tính biên dạng có thể phù hợp hơn.

Các thanh dẫn hướng tuyến tính biên dạng thường được sử dụng trong máy CNC, hệ thống tự động hóa-tốc độ cao, thiết bị định vị chính xác và cấu trúc máy-hạng nặng. Chúng cung cấp cấu trúc khối và đường ray cứng hơn hệ thống trục tròn.

Nói một cách đơn giản, trục được hỗ trợ thường là một bản nâng cấp thực tế từ trục không được hỗ trợ. Đường dẫn hướng tuyến tính biên dạng là giải pháp mạnh mẽ hơn khi ứng dụng cần độ cứng và độ chính xác cao hơn.

Trước khi lựa chọn giữa trục không được hỗ trợ, trục được hỗ trợ, đường ray SBR, đường ray TBR hoặc đường dẫn tuyến tính định hình, người mua nên xác nhận điều kiện làm việc thực tế thay vì chỉ chọn theo đường kính hoặc giá trục.

Thông tin chính cần kiểm tra:

Đường kính trục
Chiều dài trục và nhịp không được hỗ trợ
Trọng lượng tải di chuyển
Chiều dài hành trình
Lắp đặt ngang, dọc hoặc nghiêng
Số lượng trục và khối chịu lực
Độ mịn cần thiết và độ chính xác định vị
Độ cứng của khung máy
Môi trường làm việc, bụi, chip, độ ẩm và điều kiện bôi trơn

Nếu ứng dụng có hành trình dài, tải trọng trung bình hoặc nặng, trục bị cong có thể nhìn thấy, lực trượt không ổn định hoặc liên kết ổ trục thì cần xem xét phương pháp hỗ trợ trước khi lựa chọn cuối cùng.

Trục tuyến tính không được hỗ trợ rất đơn giản và tiết kiệm, đồng thời vẫn phù hợp với nhiều ứng dụng-hành trình ngắn và tải-nhẹ. Tuy nhiên, khi trục trở nên dài hơn, tải tăng lên hoặc máy cần chuyển động ổn định hơn, độ lệch trục tuyến tính có thể trở thành một vấn đề lựa chọn nghiêm trọng.

Độ lệch trục trở thành một vấn đề khi nó gây ra hiện tượng dính ổ trục, trượt không đều, tiếng ồn, vết mòn, độ rung hoặc độ chính xác định vị không ổn định. Trong những trường hợp này, có thể cần một trục tuyến tính được hỗ trợ, đường ray được hỗ trợ SBR, đường ray được hỗ trợ TBR hoặc đường dẫn tuyến tính biên dạng.

Giải pháp tốt nhất nên được lựa chọn theo đường kính trục, chiều dài, tải trọng, hành trình, hướng lắp đặt, loại ổ trục và độ cứng yêu cầu. Phương pháp hỗ trợ chính xác có thể giúp hệ thống chuyển động tuyến tính chạy trơn tru hơn và giảm thiểu các vấn đề về ổ trục khi sử dụng-lâu dài.

Cần trợ giúp để kiểm tra độ lệch trục tuyến tính hoặc phương pháp hỗ trợ?

Nếu bạn không chắc chắn liệu ứng dụng của mình có nên sử dụng trục tuyến tính không được hỗ trợ, trục tuyến tính được hỗ trợ, đường ray SBR, đường ray TBR hoặc đường dẫn tuyến tính cấu hình hay không, bạn có thể gửi đường kính trục, chiều dài, tải trọng, hành trình và hướng lắp đặt tới DLY để tham khảo.

E-mail:dlyexport2@dlybearing.com

WhatsApp: +86 166 0578 8856

Kiểm tra giải pháp độ lệch trục tuyến tính