Шариковые втулки

Ключевым элементом систем линейного перемещения, которые применяются в устройствах с прямолинейным движением рабочих органов — будь то режущий или измерительный инструмент, захват, лазер и т. д., — являются линейные подшипники.

Под этим названием объединяют целую группу механических устройств, в первую очередь шариковые втулки. Вместе с цилиндрической направляющей они обеспечивают плавное прямолинейное перемещение каретки вдоль линейного вала при минимальном трении.

После появления на российском рынке официальных дистрибьюторов таких известных компаний, как SKF, BOSCH-REXROTH, INA и других, линейные подшипники стали заметно чаще использоваться при проектировании оборудования с механизмами прямолинейного движения.

Подшипники линейного перемещения выпускаются по стандарту ISO 10285 и в большинстве случаев взаимозаменяемы у разных производителей. По конструкции их обычно делят на две основные группы: подшипники качения и подшипники скольжения.

Линейные подшипники качения — шариковые втулки

Направляющие с такими подшипниками существенно уменьшают силы трения при движении — примерно в 20 раз по сравнению с узлами скольжения. При этом сопротивление движению практически не зависит от нагрузки и скорости. На практике это позволяет обеспечивать точное перемещение объектов в широком диапазоне режимов работы.

Шариковая втулка устройство

Расшифровка маркировки шариковых втулок

Обозначение	Что означает	Когда выбирать
LM	Японская стандартная серия	Если нужен японский типоразмер
LME	Европейская стандартная серия	Если нужен европейский типоразмер
KH	Компактная легкая серия	Для ограниченного пространства
UU	Уплотнения с двух сторон	Для защиты от пыли и загрязнений
OP	Открытый корпус	Для направляющих валов с опорой
AJ	Регулируемый радиальный зазор	Если нужно убрать люфт
LMF	Фланцевая втулка	Для крепления через фланец

Как выбрать шариковую втулку

1. Измерьте диаметр направляющего вала — это первый цифровой параметр маркировки и внутренний диаметр подшипника.
2. Определите тип втулки:
— закрытая — для обычного круглого вала;
— открытая OP — для вала с опорой по всей длине;
— регулируемая AJ — если нужно регулировать радиальный зазор.
3. Измерьте наружный диаметр и длину, выберите стандарт:
4. По размерам выберите маркировку соответствующего стандарта:
— LM — японский размерный ряд;
— LME — европейский размерный ряд;
— KH — компактная легкая серия.
5. Уточните наличие уплотнений:
— UU / 2LS / PP — уплотнения с двух сторон

Примеры выбора шариковой втулки

Пример 1. Для 3D-принтера с валом 8 мм

Если в конструкции используется круглый вал диаметром 8 мм и нет опоры по всей длине, подойдет втулка LM8UU.
Если важна защита от пыли, выбирайте исполнение с уплотнениями — UU.

Пример 2. Для ЧПУ-направляющей с опорным валом

Если вал закреплен на опоре по всей длине, обычная закрытая втулка не подойдет.
В этом случае нужна открытая втулка — например, LM20UUOP или LME20UUOP.

Пример 3. Если появился люфт

Если требуется компенсировать радиальный зазор, используйте регулируемую втулку AJ — например, LM12UUAJ.

Частые ошибки при подборе

Ошибка	Почему это плохо	Как правильно
Выбрали LM вместо LME без проверки размеров	Серии могут иметь разные наружные размеры	Сравнить d, D и L
Поставили закрытую втулку на опорный вал	Втулка не пройдет по опоре	Использовать OP
Использовали обычный пруток вместо направляющего вала	Быстрый износ и заедание	Использовать закаленный шлифованный вал
Не учли загрязнение	Шарики могут заклинить	Выбрать UU и регулярно очищать вал
Не проверили люфт	Снижается точность перемещения	Использовать AJ или точный корпус

Легкая серия (компактная) линейных втулок

(KH, LBBR)

Это, пожалуй, самые распространенные типы линейных подшипников. Серию LBBR (KH) ценят за компактность и простоту монтажа в различные системы. Их конструкция включает стальной корпус, полимерный сепаратор и шарики.

Форма дорожек качения и расположение шариков подобраны так, чтобы снизить сопротивление движению, а заодно повысить грузоподъемность и срок службы изделия.

Подшипники могут выпускаться в закрытом и открытом исполнении.

Таблица размеров линейных втулок легкой серии

d, мм	D, мм	С, мм
6	12	22
8	15	24
10	17	26
12	19	28
14	21	28
16	24	30
20	28	30
25	35	40
30	40	50
40	52	60
50	62	70

Таблица для подбора аналогов шариковых втулок легкой серии

INA	KBS	NBS	SKF	REXROTH	NTN
KH..	KH..	KH..	LBBR..	0658-0..-00	KH..
KH..PP	KH.PP	KH..PP	LBBR..2LS	0658-2..-40	KH..LL

PP, 2LS, LL — уплотнительные кольца с 2-х сторон.

Стандартная серия линейных втулок

Подшипники могут выпускаться в закрытом и открытом исполнении, с регулируемыми зазорами, с уплотнениями или без них.

Если уплотнения отсутствуют, конструкцией, как правило, предусмотрены грязезащитные шайбы. Кроме стандартных версий, производятся и коррозионностойкие исполнения. Подшипники с двусторонними уплотнениями поставляются уже со смазкой, которой обычно хватает на весь срок службы.

Специальное крепление в посадочном отверстии им не требуется, если отверстие выполнено с полем допуска J по посадочному диаметру.

Стандартные шарикоподшипники LBCR (LME), LBCT (LME OP), а также самоустанавливающиеся LBCD (LME AJ) рассчитаны на очень высокие нагрузки. Для этих серий тоже предусмотрены также коррозионностойкие варианты.

Таблица размеров линейных втулок LME

Европейский размер

d, мм	D, мм	L, мм
5	12	22
8	16	25
12	22	32
16	26	36
20	32	45
25	40	58
30	47	68
40	62	80
50	75	100
60	90	125

Таблица размеров линейных втулок LM

японский размер

d, мм	D, мм	L, мм
3	7	10
4	8	12
5	10	15
6	12	19
8	15	17
8	15	24
10	19	29
12	21	30
13	23	32
16	28	37
20	32	42
25	40	59
30	45	64
35	52	70
40	60	80
50	80	100
60	90	110
80	120	140
100	150	175

Таблица для подбора аналогов шариковых втулок легкой серии

SKF	INA	KBS	THK	IKO	THOMSON
LBCR..	KB..	LME..	LME..	LBE..	MA M..
LBCR..2LS	KB..PP	LME..UU	LME..UU	LBE..UU	MA M..WW

PP, 2LS, UU, WW — уплотнительные кольца с 2-х сторон.