LM20UU и LM20LUU: в чем разница и какой из них вам нужен?

Если вы искали линейные подшипники для проекта и заметили, что два номера деталей выглядят почти одинаково, за исключением дополнительной буквы «L», вы не одиноки. В большинстве каталогов подшипников LM20UU и LM20LUU расположены рядом, имеют одинаковый диаметр вала, одинаковый внешний диаметр и один и тот же материал. На первый взгляд они кажутся взаимозаменяемыми. На практике неправильный выбор влияет на то, как движется ваша каретка, насколько хорошо она справляется с боковыми нагрузками и как долго подшипник прослужит в реальных условиях эксплуатации.

В этой статье подробно объясняется, что разделяет эти две части, когда каждая из них имеет смысл и как выполнить вызов вашего приложения, не усложняя его.

подшипники SQ

Что на самом деле означают номера деталей

Соглашение об именах соответствует стандартному формату серии LM. «LM» означает линейное движение. «20» — это диаметр отверстия в миллиметрах, что означает, что оба подшипника подходят к валу диаметром 20 мм. «UU» означает, что подшипник уплотнен с обеих сторон резиновыми контактными уплотнениями, которые защищают от пыли и загрязнений и сохраняют заводскую смазку.

Единственное отличие в названии — это буква «L», вставленная перед «UU» во втором номере детали. Эта единственная буква означает «длинный тип» и относится конкретно к общей длине корпуса подшипника.

Вот и вся разница в названиях. Одна буква, одно измерение. Все остальное в обозначении то же самое.

Числа рядом

Вот где практический разрыв становится видимым:

LM20LUU примерно на 90% длиннее, чем LM20UU. Это не незначительное увеличение. Эта дополнительная длина меняет геометрию контакта между подшипником и валом, увеличивает число цепей шариков подшипника с пятью до шести и в результате повышает как динамическую, так и статическую грузоподъемность. Размер LM20UU сам по себе указывает диаметр отверстия и внешние размеры, но ничего не говорит о том, как подшипник выдерживает моментные нагрузки. Именно здесь длинный тип начинает иметь значение.

Почему длина влияет не только на грузоподъемность

Линейный подшипник воспринимает нагрузку за счет контакта качения между стальными шариками и закаленным валом. При чисто радиальной нагрузке, когда сила действует перпендикулярно оси вала и проходит через центр подшипника, подшипник стандартной-длины справляется с ней аккуратно. Шарики на нагруженной стороне воспринимают усилие и передают его внешнему корпусу.

Большинство реальных приложений не так уж чисты. Центр массы каретки, несущей инструмент, заготовку или датчик, обычно смещен от зоны контакта подшипника. Это смещение создает момент, вращающую силу, которая пытается наклонить подшипник относительно вала. При коротком подшипнике этой тенденции к наклону противостоит относительно узкий контактный промежуток. При более длинном подшипнике один и тот же момент силы распределяется по более широкому пролету, рычаг против наклона больше, а шариковые цепи на каждом конце подшипника с меньшей вероятностью будут нести непропорциональные нагрузки.

Вот почему THK, первоначальный разработчик серии LM, специально описывает LM20LUU как оптимальный вариант для применений, подверженных моментным нагрузкам. Большая длина контакта означает большую устойчивость к раскачиванию и опрокидыванию в условиях смещенной или консольной нагрузки.

Практическим следствием является рождение жизни. СтандартЛМ20УУработа под постоянной моментной нагрузкой приведет к преждевременному износу концов шариковых цепей до того, как остальная часть подшипника будет практически изношена. При переключении на LM20LUU в той же установке нагрузка распределяется более равномерно между шестью цепями вместо пяти, концевые цепи подвергаются меньшим нагрузкам, а подшипник работает дольше между заменами.

SQ LM20UU Нержавеющая сталь

Когда стандартный LM20UU — правильный выбор

Стандартный тип не является компромиссом. Это правильный выбор для большого количества приложений, и он дает реальные преимущества в ситуациях, когда пространство является ограничивающим фактором.

Если в вашей конструкции каретки предусмотрены два подшипника, разнесенных вдоль вала, пара подшипников LM20UU с достаточным расстоянием между ними хорошо выдерживает моментные нагрузки. Два подшипника, работающие вместе на протяжении длительного промежутка времени, ведут себя аналогично одному более длинному подшипнику, а иногда даже лучше, поскольку расстояние между ними может превышать то, что обеспечивает любой отдельный корпус подшипника. В эту категорию попадает большинство линейных осей для 3D-принтеров, небольших кареток фрезерных станков с ЧПУ и направляющих для автоматического перемещения. Размер LM20UU аккуратно вписывается в стандартные корпуса опорных блоков SC20UU и аналогичное готовое--оборудование.

Стандартный подшипник также легче и короче, что важно в тех случаях, когда необходимо свести к минимуму движущуюся массу или где длина корпуса ограничена. Если вы создаете что-то, что должно поместиться в плотный корпус, и вы все равно используете два подшипника на ось, стандартная длина обычно является лучшей отправной точкой.

Когда LM20LUU имеет больше смысла

Длинный тип начинает окупать свою стоимость, когда применяется одно из следующих условий.

Во-первых, если вы используете один подшипник на каждую позицию каретки, а не два. Одиночный LM20UU под моментной нагрузкой — это путь к ускоренному износу. Одиночный подшипник LM20LUU по-прежнему сохраняет момент лучше, чем стандартный тип, хотя для критически важных применений два стандартных подшипника в хорошо спроектированной каретке-обычно превосходят один длинный подшипник.

Во-вторых, если каретка несет значительную смещающую нагрузку и вы не можете легко увеличить расстояние между двумя стандартными подшипниками. Шпиндельная головка станка, ползунок камеры с тяжелым объективом или головка захвата-и-установки с большим вылетом — все это создает моментные нагрузки, которые растут с увеличением расстояния смещения. Увеличение длины подшипника напрямую решает эту проблему, не требуя изменения конструкции расстояния между подшипниками.

В-третьих, в тех случаях, когда пролет опоры вала большой и прогиб вала вызывает беспокойство. Более длинный контакт подшипника обеспечивает лучшее управление и снижает чувствительность каретки к небольшому провисанию вала, что актуально при горизонтальных пролетах более 300–400 мм без промежуточной опоры.

В-четвертых, когда задействована вибрация или высокоскоростное возвратно-поступательное движение-. Более длинное пятно контакта более эффективно демпфирует микро-движения между подшипником и валом, что проявляется в снижении шума и более плавной работе оборудования с быстрым-циклированием.

Что не меняется между ними

Оба подшипника подходят к одному и тому же закаленному валу диаметром 20 мм. Оба требуют одинакового отверстия в корпусе для установки с запрессовкой-, стандартная рекомендация – допуск H7. Оба поставляются предварительно-смазанными легким маслом от большинства поставщиков и готовы к использованию по прибытии. Оба имеют одинаковую конструкцию из хромированной стали и одинаковую конструкцию двойного резинового уплотнения. Требования к техническому обслуживанию идентичны. Ни один из подшипников не должен эксплуатироваться на незашлифованном или незакаленном валу. Рекомендуемая минимальная твердость вала составляет 58 HRC, а поверхность вала должна быть отшлифована до чистоты Ra 0,4 микрона или выше. Использование любого подшипника на валу из мягкой стали ускорит износ как вала, так и подшипника, независимо от того, какой тип вы выберете.

Взаимозаменяемые номера деталей разных марок также в равной степени относятся к обоим типам. LM20LUU можно сопоставить-с SM20GWUU, TBW20LUU, LD20LUU и LMUW20L в зависимости от поставщика. LM20UU перекрестная-ссылка на SM20GWUU (без суффикса L), LD20UU и LMUW20. Эти перекрестные-ссылки в основном одинаковы по размерам, но могут незначительно отличаться по номинальной нагрузке у разных-производителей японского происхождения, таких как THK и IKO, и их более дешевых-альтернатив. Для прецизионного оборудования перед завершением разработки стоит проверить спецификацию конкретного поставщика, которого вы собираетесь использовать.

Вопросы жилья

Переход с LM20UU на LM20LUU в существующей конструкции не всегда означает-замену, даже если внешний диаметр идентичен. Длина отверстия корпуса должна соответствовать более длинному корпусу. Например, стандартный опорный блок SC20UU рассчитан на стандартный подшипник диаметром 42 мм. Установка в него 80-мм LM20LUU невозможна без модификации или другого корпуса.

Если вы проектируете с нуля, укажите корпус одновременно с подшипником. Если вы проводите модернизацию, измерьте имеющуюся глубину корпуса перед заказом длинного типа. Это наиболее распространенная ошибка при указании LM20LUU в качестве обновления существующей установки.

Простая система принятия решений

Если вы не уверены, что выбрать, ответьте на эти вопросы по порядку.

Используете ли вы два подшипника на каждую позицию вала, расположенные на расстоянии не менее 60–80 мм друг от друга? Если да, начните с LM20UU и проверьте, показывают ли ваши расчеты нагрузки адекватное моментное сопротивление. Для большинства легких и средних приложений подойдет.

Используете ли вы один подшипник на позицию или расстояние между ними сильно ограничено? Перейдите к LM20LUU.

Ваша тележка несет смещенный груз, консольный рычаг или тяжелую асимметричную полезную нагрузку? LM20LUU – более безопасный выбор.

Является ли длина корпуса или движущаяся масса жестким ограничением? Оставайтесь с LM20UU и, если возможно, урегулируйте моментную нагрузку за счет увеличения расстояния между подшипниками.

Если вы ищете запасные части для существующего оборудования, подберите то, что есть в машине. Переход от стандартного к длинному типу на одной оси без изменения конструкции корпуса редко бывает простым, а выигрыш в производительности не оправдывает инженерные сложности в большинстве сценариев обслуживания.

Последняя мысль

Разница между LM20UU и LM20LUU сводится к одному размеру и вытекающим из него механическим последствиям. Удлиненный корпус, больше контуров шариков, лучшее моментное сопротивление, более высокая грузоподъемность. Компромиссом является длина корпуса, немного более высокая стоимость и больший вес. Ни то, ни другое не лучше в целом. Они решают разные проблемы, и знание того, какая у вас проблема, — единственное, что делает выбор простым.