Open versus gesloten lineaire lagers: welk type moet u gebruiken?

Het belangrijkste verschil tussen open en gesloten lineaire lagers is niet alleen de vorm van de lagerschaal. Het bepaalt of het lager langs een continu ondersteunde as kan bewegen en beïnvloedt de belastingsrichting, stijfheid, installatie en asdoorbuiging.

Een gesloten lineair lager omringt de as volledig en wordt doorgaans gebruikt met een ronde as die aan de uiteinden of op afzonderlijke bevestigingspunten wordt ondersteund. Een open lineair lager heeft een opening in de lengterichting waardoor het over de steunstructuur onder een continu ondersteunde as kan gaan.

Geen van beide ontwerpen is universeel beter. De juiste keuze hangt vooral af van de manier waarop de as wordt ondersteund, gevolgd door de belastingsrichting, de verplaatsingslengte, de beschikbare ruimte, de vereiste stijfheid en de installatiemethode.

1. Wat is een gesloten lineair lager?

Een gesloten lineair lager heeft een volledige cilindrische structuur rond de lineaire as. De interne kogelcircuits zijn verdeeld over de as, zodat het lager lineaire bewegingen kan geleiden en tegelijkertijd belastingen uit de toegestane richtingen kan dragen.

Het lager wordt meestal in een afzonderlijke behuizing geïnstalleerd of geleverd als onderdeel van een geassembleerde lineaire lagereenheid. Omdat het lichaam de gehele as omringt, moet er over de gehele slag van het lager vrije ruimte rond de as zijn.

Dit betekent dat een gesloten lineair lager niet over een doorlopende steunrail kan lopen die direct onder de as is geplaatst.

Typische gesloten lineaire lageropstellingen zijn onder meer:

• Een ronde as bevestigd door eindsteunen
• Een korte schacht ondersteund aan twee uiteinden
• Een as die door een machinaal bewerkt machineframe gaat
• Een gesloten lager geïnstalleerd in een aluminium kussen-blokbehuizing
• Een flenslager dat rechtstreeks op een bewegende plaat is gemonteerd

Gesloten lineaire lagers worden veel gebruikt in compacte automatiseringsapparatuur, meetapparatuur, 3D-printers, lichte- machines en andere toepassingen waarbij de aslengte en belasting geen overmatige doorbuiging veroorzaken.

2. Wat is een open lineair lager?

Een open lineair lager heeft een opening in de lengterichting langs één zijde van het buitenlichaam. Een deel van de normale cirkelvormige lagerstructuur wordt verwijderd zodat het lager over een as-steunrail kan bewegen.

De opening is normaliter in de richting van de steunconstructie onder de schacht gepositioneerd. Terwijl het lager beweegt, blijft de as continu ondersteund terwijl de steunrail door het open gebied van het lager en zijn behuizing gaat.

Dit ontwerp wordt vaak gebruikt met:

• Continu ondersteunde ronde assen
• Aluminium-ondersteunde lineaire asconstructies
• Ondersteunde assystemen van het type SBR-
• Machines met lange- slag waarbij een niet-ondersteunde as zou buigen
• Bewegende platforms die een grotere verticale stijfheid vereisen van een systeem met ronde- schachten

Het belangrijkste doel van een open lager is daarom niet om het gewicht te verminderen of de as bloot te leggen. De opening biedt ruimte voor de draagconstructie die langs de as loopt.

3. Het belangrijkste verschil: hoe de as wordt ondersteund

De belangrijkste selectievraag is:

Als het antwoord nee is, kunnen een gesloten lineair lager en een-eindondersteunde as een eenvoudige en economische structuur bieden.

Als de as continu van onderaf moet worden ondersteund, is normaal gesproken een open lineair lager nodig, zodat het lager over de steunrail kan gaan.

Systeemindeling	Geschikt lager
Ronde as wordt alleen aan de uiteinden ondersteund	Gesloten lineair lager
As continu van onderaf ondersteund	Open lineair lager
Ondersteunde as met aluminium basis	Open lager of compatibel open lagerblok
Compacte lichte-schacht met vrije ruimte eromheen	Gesloten lineair lager
Lange veerweg met aanzienlijk risico op as-doorbuiging	Open lager met continu ondersteunde as

4. Open versus gesloten lineaire lagerstructuur

Dragend lichaam

Een gesloten lager heeft een volledig cilindrisch buitenlichaam. Een open lager heeft aan één zijde een langsuitsparing.

Interne balcircuits

Beide typen gebruiken normaal gesproken recirculerende kogels om glijdende wrijving te verminderen. De lay-out van het kogelcircuit in een open lager moet echter ruimte laten voor de opening en assteun.

Als gevolg hiervan mag er niet automatisch van worden uitgegaan dat een open en gesloten lager met dezelfde nominale asdiameter identieke belastingswaarden hebben. Vergelijk altijd de catalogusgegevens van de fabrikant voor het werkelijke lagermodel.

Ontwerp van de behuizing

In een volledige cilindrische boring kan een gesloten lager worden geïnstalleerd. Voor een open lager is een behuizing nodig met een overeenkomstige opening aan de onderkant, zodat de as-steunrail er doorheen kan.

Als u alleen het lager vervangt en tegelijkertijd een incompatibele behuizing behoudt, ontstaat er geen bruikbare ondersteunde-asconstructie.

Richting laden

Een gesloten lager omringt de as volledig, terwijl een open lager een onderbroken gedeelte heeft. De openingspositie heeft dus invloed op de belastingsverdeling en de toegestane belastingsrichting van het open lager.

De opening moet worden georiënteerd volgens de door de fabrikant van het lager gespecificeerde belastingsrichting. Ga er niet van uit dat een open lager in elke richting een identieke capaciteit heeft.

5. Waarom asdoorbuiging belangrijk is

Een lineaire as gedraagt ​​zich als een balk. Wanneer het alleen aan de uiteinden wordt ondersteund, kunnen het eigen gewicht en de uitgeoefende belasting ervoor zorgen dat het buigt.

De doorbuiging van de as neemt toe met:

• Langere niet-ondersteunde overspanning
• Kleinere asdiameter
• Zwaardere bewegende last
• Last gepositioneerd nabij het midden van de overspanning
• Grotere afstand tussen as-steunpunten
• Offsetbelastingen die momentkracht introduceren

Zelfs als het materiaal van de schacht voldoende hard is voor balcontact, kan het zijn dat het niet voldoende stijf is voor een lange, niet-ondersteunde overspanning. Het verhogen van de oppervlaktehardheid elimineert de doorbuiging van de straal niet.

Overmatige asdoorbuiging kan leiden tot:

• Ongelijkmatige bewegingsweerstand
• Veranderingen in platformhoogte
• Lineaire-lagerbinding
• Trillingen tijdens acceleratie
• Ongelijkmatige belastingsverdeling tussen twee assen
• Verminderde positioneringsstabiliteit

Een continu ondersteunde as verkleint de niet-ondersteunde overspanning en brengt de belasting over op de aluminium steun en machinebasis. Daarom wordt bij langere slagen vaak gekozen voor een open lager met ondersteunde as.

Voor meer informatie, zieLineaire asdoorbuiging: wanneer heeft een niet-ondersteunde as extra ondersteuning nodig?

6. Vergelijking van laadvermogen en stijfheid

Het is niet juist om te zeggen dat elk open lager meer belasting draagt ​​dan elk gesloten lager. Het draagvermogen wordt bepaald door het volledige lagerontwerp, inclusief kogelmaat, aantal belaste rijen, contactgeometrie, materiaal, interne speling en belastingsrichting.

Het belangrijkste stijfheidsvoordeel van het open-lagersysteem komt meestal van de continu ondersteunde as, en niet simpelweg van het open lager zelf.

In praktische termen:

• Een gesloten lager op een korte as met een grote-diameter kan zorgen voor een stabiele beweging.
• Een gesloten lager op een lange as met een kleine-diameter kan last hebben van asdoorbuiging.
• Een open lager op een correct gemonteerde ondersteunde as kan een betere verticale stabiliteit over een lange slag behouden.
• Een open lager dat in de verkeerde richting is geïnstalleerd, kan een verminderde belastingscapaciteit in de vereiste richting hebben.
• Twee-asafstanden en lagerafstanden hebben ook invloed op de weerstand tegen momentbelastingen.

De systeemstijfheid moet daarom worden beoordeeld op basis van de lagers, de as, de assteun, de behuizing, de machinebasis en de wagenindeling samen.

7. Belastingsrichting van een open lineair lager

De opening in een open lineair lager creëert een structureel ander gebied rond de as. De hoofdwerkbelasting moet worden uitgeoefend in de richting die wordt aanbevolen voor het specifieke lagerontwerp.

Bij een typisch horizontaal gemonteerd ondersteund-assamenstel is de opening naar beneden gericht in de richting van de assteun. De hoofdbelasting van het bewegende platform werkt naar beneden via de sterker belaste delen van het lager en in de assteun.

Er kunnen problemen optreden wanneer:

• De lageropening is gericht naar de hoofdbelastingsrichting
• De behuizing wordt gedraaid zonder de toegestane oriëntatie te controleren
• Er wordt een grote zijbelasting uitgeoefend op een lager dat voornamelijk is geselecteerd voor verticale belasting
• Een hoog kantelmoment wordt gedragen door dicht bij elkaar geplaatste lagers
• De bewegende plaat verdeelt de belasting ongelijkmatig tussen parallelle assen

Voor verticale-wand-, zij--gemonteerde of omgekeerde installaties moet u de werkelijke radiale, omgekeerde-radiale en laterale belastingsrichtingen controleren voordat u de lageroriëntatie kiest.

8. Vergelijking van installatieruimte

Gesloten lagersysteem

Een gesloten lageropstelling vereist open ruimte rond de volledige asomtrek langs zijn slag. De as wordt doorgaans gemonteerd met eindsteunen buiten het bewegende gebied.

Dit kan een visueel eenvoudige structuur creëren, maar de asdiameter of de eind{0}}steunafstand moet mogelijk groter worden naarmate de verplaatsing langer wordt.

Open lagersysteem

Een open lagersamenstel vereist ruimte onder het lager voor de assteun en de aluminium basis. De behuizing heeft daardoor een andere vorm dan een standaard gesloten lagerhuis.

Hoewel het ondersteunde samenstel mogelijk meer montagebreedte of -hoogte vereist, zorgt het voor een continue verbinding tussen de as en het machineframe. Dit kan efficiënter zijn dan het gebruik van een veel grotere, niet-ondersteunde as om de doorbuiging te beheersen.

9. Installatievereisten

Een juiste lagerkeuze alleen kan een onnauwkeurige asinstallatie niet compenseren. Zowel open als gesloten lineaire lagersystemen vereisen een juiste asuitlijning.

Gesloten lineaire lagers installeren

• Houd de twee assteunen coaxiaal.
• Controleer de parallelliteit tussen meerdere assen.
• Vermijd het forceren van het lager op een as met een ongeschikte diametertolerantie.
• Controleer of de as na het laden niet overmatig buigt.
• Lijn meerdere lagers uit voordat u de bewegende plaat volledig vastdraait.

Open lineaire lagers installeren

• Richt de lageropening richting de as-steunrail.
• Gebruik een behuizing die is ontworpen voor het open lager en de ondersteunde as.
• Monteer de aluminium assteun op een voldoende vlakke ondergrond.
• Controleer de parallelliteit tussen twee ondersteunde assen.
• Draai de behuizing niet terwijl u de bewegende plaat vastdraait.
• Controleer de loopweerstand over de gehele slag voordat u met stroom werkt.

Een ondersteunde as volgt de toestand van de montagebasis. Als de basis verdraaid of oneffen is, kunnen de as en het lagerpad ook vervormd raken.

10. Open lager versus verstelbaar lager

Een open lineair lager mag niet worden verward met een lineair lager met verstelbare-speling.

Een open lager heeft een grote opening in de lengterichting die is ontworpen om over een as-steunrail te passen. Een verstelbaar lager kan een smallere sleuf hebben waardoor een compatibele behuizing een beperkte radiale aanpassing aan de lagerspeling kan toepassen.

De verschillen zijn:

Lagereigenschap	Hoofddoel
Groot open gedeelte	Ruimte voor een doorlopende assteun
Smalle verstelsleuf	Beperkte interne-aanpassing van de speling in een compatibele behuizing
Volledige cilindrische schaal	Standaard gesloten lagerinstallatie

Een lager met een afstelsleuf is niet automatisch geschikt om over een ondersteunde as te gaan. De daadwerkelijke modeltekening moet worden gecontroleerd.

11. Zijn open en gesloten lineaire lagers uitwisselbaar?

Open en gesloten lagers met dezelfde nominale asdiameter zijn niet noodzakelijkerwijs directe vervangingen.

Vergelijk voordat u vervanging probeert:

• Buitendiameter en totale lengte van lager
• Open-sectiebreedte en oriëntatie
• Huisvestingsstructuur
• Afmetingen van de as-steun
• Dynamische en statische belastingswaarden
• Toegestane belastingsrichting
• Interne speling of voorspanning
• Afdichting regeling
• Smeermethode

Een gesloten lager kan niet over een doorlopende steun bewegen. Een open lager geplaatst in een gesloten cilindrische behuizing kan ook onbruikbaar zijn omdat de behuizing de noodzakelijke opening blokkeert.

Bij de overgang van een niet-ondersteunde as naar een ondersteunde as moeten het lager, de behuizing, de steunrail en het montageoppervlak van de machine als een compleet geheel worden beoordeeld.

12. Typische toepassingen

Toepassingen voor gesloten lineaire lagers

• Compacte positioneringsapparaten
• Kleine test- en meetapparatuur
• 3D-printers en lichte-CNC-constructies
• Automatiseringsmechanismen met korte- slagen
• Schuifdeuren en beschermkappen
• Lichte uitrusting-en-plaatsen

Toepassingen voor open lineaire lagers

• Automatiseringsassen met lange- slag
• Machines voor verpakking en materiaal-behandeling
• Ondersteunde-lineaire schachttabellen
• SBR lineaire geleidingssamenstellen
• Lange inspectie- of meetplatforms
• Apparatuur die een grotere stijfheid van de ronde- asondersteuning vereist

Dit zijn algemene toepassingsrichtlijnen. De definitieve selectie moet gebaseerd zijn op de werkelijke asoverspanning, belasting, moment, snelheid, nauwkeurigheid en omgeving.

13. Hoe u kunt kiezen tussen open en gesloten lineaire lagers

Gebruik het volgende proces voor de voorlopige selectie.

Kies een gesloten lineair lager wanneer:

• De as heeft geen continue ondersteuning nodig.
• De verplaatsing en de niet-ondersteunde overspanning zijn relatief kort.
• De asdoorbuiging blijft binnen de eisen van de machine.
• De constructie heeft een eenvoudige en economische lageropstelling nodig.
• Er is over de gehele slag vrije ruimte rond de as.

Kies een open lineair lager wanneer:

• De as wordt continu van onderaf ondersteund.
• Het lager moet over een aluminium as-steunrail gaan.
• De slag is lang genoeg om niet-ondersteunde-asdoorbuiging een probleem te laten worden.
• Het systeem maakt gebruik van een ondersteunde as in SBR--stijl.
• Voor een systeem met ronde- schachten is een grotere verticale steunstijfheid vereist.

Als beide arrangementen mogelijk lijken, vergelijk dan het volledige systeem en niet alleen de lagerprijs. Vermeld de asdiameter, eindsteunen, aluminium steun, behuizing, bewerkingswerkzaamheden, installatietijd en vereiste machine-basisnauwkeurigheid.

14. Informatie die moet worden verstrekt bij het bestellen

Om een ​​geschikt open of gesloten lineair lagersysteem te selecteren, zorgt u voor:

• Vereiste asdiameter
• Totale schachtlengte en effectieve slag
• Bewegende last en de richting ervan
• Positie van de last ten opzichte van de lagers
• Aantal assen en lagers
• Afstand tussen parallelle assen
• Afstand tussen lagers op dezelfde as
• Maximale snelheid en acceleratie
• Horizontale, verticale-wand- of omgekeerde montagerichting
• Vereiste as-ondersteuningsmethode
• Werkomgeving en besmettingsniveau
• Behuizing of flens-montagevereisten

Voor gedetailleerde asselectie, zieHoe u een lineaire as voor lineaire lagers kiest.

Conclusie

De keuze tussen een open en gesloten lineair lager begint bij de as-draagstructuur.

Een gesloten lineair lager is over het algemeen geschikt voor een as die aan de uiteinden of op afzonderlijke posities wordt ondersteund, op voorwaarde dat de asdoorbuiging acceptabel blijft. Een open lineair lager is ontworpen om over een doorlopende steun te bewegen en wordt daarom vaak gebruikt voor langere slagen en ondersteunde-asconstructies.

Het open ontwerp maakt een lager niet automatisch sterker, en het gesloten ontwerp maakt een systeem niet automatisch nauwkeuriger. Belastingsrichting, asdiameter, lagerafstand, stijfheid van de behuizing, uitlijning van de installatie en nauwkeurigheid van de machine-basis zijn allemaal van invloed op de uiteindelijke prestaties.

DLY-benodigdhedenlineaire lagers, standaard lineaire assen enondersteunde lineaire assenvoor automatiseringsapparatuur en industriële lineaire bewegingssystemen.

← Terug naar DLY-blog