So wählen Sie die richtigen Linearlager für Ihre Anwendung aus

Ein Linearkugellager ist eine Art Linearlager, obwohl die Namen oft austauschbar sind. Linearkugellager sind mechanische Komponenten, die in Systemen mit linearer Bewegung verwendet werden, um eine reibungslose und präzise Bewegung zu ermöglichen. Diese Komponenten werden typischerweise auf einer Linearwelle montiert und bieten Unterstützung und eine reibungsarme Führung. In diesem Leitfaden werden wir uns näher mit folgenden Themen befassen: 

• Arten von Linearlagern
• Faktoren, die bei der Auswahl von Linearlagern zu berücksichtigen sind
• Tragfähigkeitsanalyse für Linearlager
• Überlegungen zum Material des Lagers
• Wellenkompatibilität mit Linearlagern
• Überlegungen zur Montage und Installation von Linearlagern

Arten von Linearlagern

Ein Linearlager oder eine Linearbuchse besteht aus einem äußeren Gehäuse mit einem inneren Teil, das Reihen von Kugellagern oder Wälzelementen enthält. Diese Wälzelemente zirkulieren innerhalb des Gehäuses, reduzieren Reibung und ermöglichen eine reibungslose und präzise Bewegung der Linearwelle entlang ihrer Länge. 

Linearlager werden im Allgemeinen in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt, einschließlich Maschinen, Automatisierung, Robotik und Fertigung, wo eine präzise lineare Bewegung erforderlich ist. Sie helfen, die Effizienz und Zuverlässigkeit von linearen Bewegungssystemen zu verbessern, indem sie Verschleiß und Reibung zwischen beweglichen Komponenten reduzieren. 

Unser Sortiment besteht aus einem Gehäuse mit einer Reihe von 4-6 Kugelumläufen mit einem Betriebstemperaturbereich von -20 °C bis +120 °C, abhängig von der Zusammensetzung des Lagers. Sie sind zur Verwendung mit gehärteten Wellen geeignet. Zu den typischen Linearlageranwendungen gehören in der Regel Automatisierungssysteme, CNC-Maschinen und Fertigungsprozesse. 

Sie gehören zur Toleranzklasse h6, was bedeutet, dass sie eine enge Toleranz haben. ​​Mehr über die Toleranzklasse erfahren Sie in unserer Anleitung, Schlüsselfaktoren, die bei der Auswahl der idealen Linearwelle für Ihre Anwendung zu berücksichtigen sind.   

Faktoren, die bei der Auswahl von Linearlagern zu berücksichtigen sind

Faktoren, die bei der Auswahl von Linearlagern zu berücksichtigen sind

Wählen Sie Linearlager, die zu Ihrem Bewegungssystem passen, und berücksichtigen Sie dabei die folgenden Faktoren. Wir werden uns die Punkte, die einer näheren Erläuterung bedürfen, später noch genauer ansehen.  

Tragfähigkeit: Ermitteln Sie die maximalen axialen und radialen Lasten, denen die Linearlager in Ihrer spezifischen Anwendung ausgesetzt sind. Stellen Sie sicher, dass die ausgewählten Lager eine Kapazität haben, die die erwarteten Lasten übersteigt. 

Lastart: Berücksichtigen Sie die Art der Last, unabhängig davon, ob sie in erster Linie axial, radial oder eine Kombination aus beidem ist. Verschiedene Linearlagertypen sind auf bestimmte Lastausrichtungen zugeschnitten. 

Geschwindigkeit und Beschleunigung: Ermitteln Sie die erforderlichen Geschwindigkeits- und Beschleunigungsparameter für Ihre linearen Bewegungssysteme. Einige Linearlager sind für Hochgeschwindigkeitsanwendungen optimiert, andere sind für langsamere Schwerlastszenarien ausgelegt. 

Präzision und Genauigkeit: Bestimmen Sie den Grad an Präzision und Genauigkeit, der für Ihre Linearlageranwendungen erforderlich ist. Präzisionslager mit engeren Toleranzen und reduziertem Spiel sind unverzichtbar für Hochpräzisionsaufgaben. 

Umgebungsbedingungen: Berücksichtigen Sie Umweltfaktoren wie Feuchtigkeit. Entscheiden Sie sich für Lager, die den spezifischen Bedingungen Ihrer Linearlager standhalten können. 

Wellenkompatibilität: Überprüfen Sie, ob die ausgewählten Linearlager mit Material, Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit der Welle oder Schiene kompatibel sind. Korrekte Kompatibilität gewährleistet einen reibungslosen und effizienten Betrieb. 

Schmierung: Definieren Sie die Schmiermethode und die Häufigkeit, die für Ihre Anwendung erforderlich ist. Einige Lager sind vorgeschmiert, während andere regelmäßig geschmiert werden müssen. Berücksichtigen Sie den Wartungsbedarf und die Anfälligkeit für Verunreinigungen. 

Dichtung und Schutz: Beurteilen Sie, ob Ihre Anwendung eine zusätzliche Abdichtung oder einen zusätzlichen Schutz erfordert, um das Eindringen von Staub, Schmutz oder Feuchtigkeit in das Lager zu verhindern. Abgedichtete oder abgeschirmte Lager eignen sich für raue Umgebungen. 

Lebensdauer: Berechnen Sie die erwartete Lebensdauer der Linearlager auf Basis der Betriebsbedingungen und der Herstellerdaten. Entscheiden Sie sich für Lager mit einer angemessenen Lebensdauer für Ihre Anwendung. 

Lärm und Vibrationen: Bewerten Sie akzeptable Geräusch- und Vibrationspegel für Ihre Anwendung. Einige Lager sind für einen ruhigeren und reibungslosen Betrieb ausgelegt. 

Tragfähigkeitsanalyse für Linearlager

Die Lastkapazitätsanalyse für Linearlager ist ein grundlegender Schritt zur Verhinderung eines vorzeitigen Ausfalls, zur Gewährleistung der Langlebigkeit linearer Bewegungssysteme und zur Erfüllung der Leistungsanforderungen bestimmter Anwendungen. Ingenieure und Designer müssen diese Faktoren bei der Auswahl von Linearlagern sorgfältig berücksichtigen, um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb zu gewährleisten. 

Arten von Lasten: Linearlager sind in der Regel zwei Hauptarten von Lasten ausgesetzt: 

• Axiallast: Dies bezieht sich auf die Kraft, die entlang der Achse des Linearlagers wirkt und parallel zu ihrer Länge verläuft. Axiale Lasten stehen bei der Konstruktion und Analyse von Linearlagern im Vordergrund. 
• Radiale Belastung: Obwohl Linearlager hauptsächlich für Axiallasten ausgelegt sind, können einige Lager begrenzte Toleranzen für Radiallasten aufweisen, bei denen es sich um Kräfte handelt, die senkrecht zur Achse des Lagers wirken. 
• Statische und dynamische Lasten: Die Analyse der linearen Tragfähigkeit umfasst sowohl statische als auch dynamische Lastbedingungen: 
• Statische Tragfähigkeit: Dies stellt die maximale Axiallast  dar, die ein Linearlager aushalten kann, ohne dass es im Ruhezustand dauerhafte Verformungen oder Beschädigungen erleidet. Hersteller geben diese Tragfähigkeit in der Regel an, die für Linearlageranwendungen mit stationären oder langsam bewegten Lasten relevant ist. 
• Dynamische Tragfähigkeit: Dies bedeutet die maximale Axiallast, der ein Linearlager während der Bewegung standhalten kann, wobei Faktoren wie Geschwindigkeit, Beschleunigung und die Anzahl der Zyklen berücksichtigt werden, die es bewältigen kann, bevor Anzeichen von Verschleiß oder Ausfall auftreten. 
• Lastverteilung: In praktischen Anwendungen werden Lasten selten gleichmäßig über die Länge des Linearlagers verteilt. Bei einer linearen Tragfähigkeitsanalyse wird untersucht, wie sich die Lasten auf das Lager verteilen, und die maximale Last berechnet, die auf bestimmte Abschnitte des Lagers einwirken kann. 
• Umgebungsbedingungen: Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Kontakt mit Verunreinigungen können die Tragfähigkeit von Linearlagern beeinflussen. Raue Umgebungsbedingungen können die Fähigkeit eines Linearlagers, Lasten effektiv zu transportieren, möglicherweise verringern. 
• Schmierung: Die richtige Schmierung ist unerlässlich, um Reibung zu minimieren und den Verschleiß in den Linearlagern zu reduzieren. Eine unzureichende oder falsche Schmierung kann zu einer reduzierten Tragfähigkeit und einer verkürzten Lebensdauer führen. 
• Materialauswahl: Die Auswahl der Materialien für die Komponenten des Linearlagers, einschließlich der Außenhülle und der Kugel- oder Wälzelemente, wirkt sich erheblich auf die Tragfähigkeit aus. Die Materialauswahl sollte auf die spezifischen Belastungs- und Umgebungsbedingungen der Anwendung abgestimmt sein. 
• Ausrichtung und Montage: Die korrekte Ausrichtung und sichere Montage des Linearlagers sind entscheidend, um eine gleichmäßige Lastverteilung zu gewährleisten und das Lager innerhalb seiner angegebenen Tragfähigkeit zu halten. 
• Sicherheitsfaktoren: Es ist üblich, auf die berechnete lineare Tragfähigkeit einen Sicherheitsfaktor anzuwenden, um eine Sicherheitsmarge in der Konstruktion zu gewährleisten. Dies führt zu Unsicherheiten bei der Lastschätzung, Schwankungen der Betriebsbedingungen und einer möglichen Überlastung. 

Überlegungen zum Material des Lagers

Die Auswahl des geeigneten Lagermaterials ist entscheidend. Bei der Auswahl des Materials sollten verschiedene Faktoren berücksichtigt werden, um optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.

Last und Art der Last

• Berücksichtigen Sie Größe und Richtung der Lasten, denen das Lager ausgesetzt ist. Axiale (entlang der Lagerachse) und radiale (senkrecht zur Lagerachse) Lasten sollten ermittelt werden. 

• Bestimmen Sie, ob die Lasten statisch oder dynamisch sind. Dynamische Lasten sind mit kontinuierlicher Bewegung verbunden, was zu erhöhtem Verschleiß und Wärmeerzeugung führen kann. 

Wir empfehlen: Stahl und Verbundwerkstoffe bieten im Allgemeinen hervorragende Belastbarkeit sowohl für axiale als auch radiale Lasten. Stahl ist besonders stark und für schwere Lasten geeignet. 

Umgebungsbedingungen

• Bewerten Sie die Betriebsumgebung, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Kontakt mit Chemikalien, Feuchtigkeit oder korrosiven Substanzen. Einige Materialien bieten eine bessere Beständigkeit gegenüber Umweltfaktoren als andere. 

• Verwenden Sie im Freien oder unter extremen Bedingungen Materialien mit korrosionsbeständigen Beschichtungen oder Edelstahllager. 

Wir empfehlen: Edelstahl ist aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit oft eine bevorzugte Wahl für schwierige Umgebungsbedingungen. Darüber hinaus sind Kunststoffmaterialien auch korrosionsbeständig. 

Geschwindigkeit und Reibung

Berücksichtigen Sie die Geschwindigkeit, mit der das Lager betrieben wird. Hochgeschwindigkeitsanwendungen mit Linearlagern erfordern in der Regel Materialien, die Reibung und Wärmeerzeugung minimieren.

• Der Reibungskoeffizient des Lagermaterials kann sich auf den Wirkungsgrad und den Stromverbrauch des Systems auswirken. 

Wir empfehlen: Materialien mit Eigenschmiereigenschaften wie PTFE und POM eignen sich hervorragend für Hochgeschwindigkeitsanwendungen. Dies liegt daran, dass sie sowohl Reibung als auch Wärmeerzeugung effektiv minimieren. 

Verschleißfestigkeit

• Beurteilen Sie das Verschleißpotenzial durch wiederholte Bewegung und Kontakt mit anderen Komponenten. Materialien mit hervorragender Verschleißbeständigkeit können die Lebensdauer des Lagers verlängern. 

• Ziehen Sie Materialien mit selbstschmierenden Eigenschaften oder Beschichtungen in Betracht, die den Verschleiß reduzieren. 

Wir empfehlen: POM ist für seine hervorragende Verschleißbeständigkeit bekannt. Diese Eigenschaft ist für Linearlager von entscheidender Bedeutung, bei denen es zu ständigem Gleiten und Kontakt zwischen beweglichen Teilen kommt. Die Verschleißbeständigkeit von POM gewährleistet eine lange Lebensdauer der Lager, auch unter schwierigen Bedingungen. 

Stöße und Vibration

• Wenn die Anwendung Stößen oder Vibrationen ausgesetzt ist, wählen Sie Materialien, die diese Kräfte absorbieren oder dämpfen können, um vorzeitiges Versagen oder Beschädigungen zu verhindern. 

• Verbundmaterialien oder Elastomerlager können für stoßdämpfende Anwendungen geeignet sein. 

Wir empfehlen: Elastomere wie Gummi, zeichnen sich durch ihre hervorragende Stoßdämpfung und  Schwingungsdämpfung aus. Sie eignen sich für Linearlageranwendungen mit erheblichen dynamischen Kräften. 

Wellenkompatibilität mit Linearlagern

Die Welle und das Linearlager müssen für eine reibungslose Linearbewegung kompatibel sein. 

Wir haben diese Tabelle zusammengestellt, um Ihnen die Linearlager zu zeigen, die mit bestimmten Linearwellen aus unserem Sortiment kompatibel sind: 

	Gehärtete Hohlwellen	Wellen aus gehärtetem Edelstahl	Wellen aus gehärtetem Stahl	Wellen aus Edelstahl AISI 303/316	Aluminiumwellen
Geschlossene, offene und verstellbare Linearkugellager	✓	✓	✓
Vollrollig Lange Linearkugellager	✓	✓	✓
Kompakte Linearkugellager	✓	✓	✓
Kugellager mit vorderem Flansch	✓	✓	✓
Lange Kugellager mit vorderem Flansch	✓	✓	✓
Lange Kugellager mit mittigem Flansch	✓	✓	✓
Offene und geschlossene Super Ball-Linearkugellager	✓	✓	✓
Keramiklager				✓ Zur Verwendung mit Keramikkugellagern	✓ Zur Verwendung mit Keramikkugellagern

 

Schauen Sie sich unsere Linearwellen an

 

Überlegungen zur Montage und Installation von Linearlagern

Überlegungen zur Montage und Installation von Linearlagern sind entscheidend, um ihre ordnungsgemäße Funktion, Langlebigkeit und Leistung in einem linearen Bewegungssystem zu gewährleisten. Hier sind wichtige Faktoren, die bei der Montage und Installation von Linearlagern zu beachten sind: 

Saubere und verunreinigungsfreie Umgebung

Stellen Sie sicher, dass der Installationsbereich sauber und frei von Staub, Schmutz, Ablagerungen und anderen Verunreinigungen ist, die die Lagerleistung und die Lebensdauer beeinträchtigen können. 

Korrekte Ausrichtung

Richten Sie die Linearlager und die Welle oder Schiene genau aus, um ein Verklemmen oder ungleichmäßige Belastungen zu vermeiden. Eine Fehlausrichtung kann zu vorzeitigem Verschleiß und reduzierter Systemgenauigkeit führen. 

Geradheit und Rundheit von Wellen/Schienen

Prüfen Sie, ob die Welle oder Schiene gerade und rund ist, um Probleme im Linearlagerbetrieb zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass sie den vom Hersteller vorgegebenen Toleranzen entspricht. 

Schmierung

Die Linearlager sollten gemäß Herstellerempfehlung geschmiert werden. Eine ausreichende Schmierung reduziert Reibung, minimiert Verschleiß und verlängert die Lebensdauer des Lagers. 

Überschmierung vermeiden

Achten Sie darauf, nicht zu viel Schmiermittel zu verwenden, da überschüssiges Schmiermittel Verunreinigungen anziehen und zu Leistungsproblemen führen kann. Befolgen Sie die Herstellerrichtlinien für Schmiermenge und -häufigkeit. 

Korrekte Passform

Achten Sie darauf, dass die Linearlager auf die Welle oder Schiene passen. Sie sollten nicht zu locker oder zu eng sein. Befolgen Sie die Herstellerspezifikationen für Passung und Spielraum. 

Korrekte Ausrichtung

Installieren Sie die Linearlager gemäß den Angaben des Herstellers in der richtigen Ausrichtung. Lager sind oft für ihre richtige Richtung gekennzeichnet. 

Gleichmäßig verteilte Last

Verteilen Sie die Last gleichmäßig auf mehrere Linearlager, wenn mehr als eins im System verwendet wird. Korrekte Lastverteilung verhindert eine Überlastung einzelner Lager. 

Sichere Montage

Stellen Sie sicher, dass jedes Linearlager sicher an der Tragkonstruktion oder dem Gehäuse befestigt ist, um Bewegungen während des Betriebs zu vermeiden. Befestigungen ordnungsgemäß mit dem empfohlenen Drehmoment anziehen.

Auf Spiel oder Blockierung prüfen

Überprüfen Sie nach der Installation, dass kein übermäßiges Spiel oder keine Blockierung in den Linearlagern vorliegt. Dadurch wird eine reibungslose und gleichmäßige Bewegung gewährleistet. 

Wartungsplan

Erstellen Sie einen Wartungsplan für die regelmäßige Inspektion, Reinigung und Schmierung der Linearlager, um diese langfristig in optimalem Zustand zu halten. 

Herstellerrichtlinien

Beziehen Sie sich immer auf die Installationsanweisungen und -richtlinien des Herstellers, die speziell für die verwendeten Linearlager gelten.  Diese Anweisungen können je nach Linearlagertyp variieren. 

Schulung und Kompetenz

Im Zweifelsfall oder im Umgang mit komplexen Installationen sprechen Sie mit unseren Expert*innen. 

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Für die meisten Lösungen stehen kostenlose CADs zur Verfügung, die Sie gratis herunterladen können. Sie können auch kostenlose Muster anfordern, um sicherzustellen, dass die von Ihnen gewählten Lösungen genau das sind, was Sie benötigen. Wenn Sie sich nicht ganz sicher sind, welches Produkt für Ihre Anwendung am besten geeignet ist, oder erfahren möchten, wie sich die RoHS-Richtlinie auf Ihr Endprodukt auswirkt, beraten Sie unsere Experten stets gerne.

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