Вибір лінійних підшипників включає матеріал підшипника, покриття та джерела постачання.

Корозія – це реакція окислення, яка вражає більшість металів. У випадку сталі, залізо окислюється під впливом повітря та води, утворюючи іржу, яка з часом може поступово руйнувати матеріал. Наприклад, поверхні сталевих лінійних підшипників руйнуються внаслідок іржі, збільшуючи тертя, забруднюючи обладнання та навколишнє середовище, а також зменшуючи термін служби (див. малюнок нижче). Навіть, здавалося б, нешкідлива поверхнева корозія може бути проблемою в умовах, що контактують зі споживачами. Якщо умови вашого застосування можуть спричинити іржу або є чутливими до іржі, розгляньте можливість обробки для підвищення стійкості до корозії.

Корозію неможливо повністю зупинити. Однак є способи уповільнити цей процес. У цій статті ми розглянемо деякі підходи до боротьби з корозією, включаючи пов'язані з ними компроміси.

Матеріальні питання

Стандартним матеріалом для лінійних підшипників є вуглецева сталь. Вона дуже тверда, тому підходить для високих навантажень. Проблема полягає в тому, що вона іржавіє. — Хром окислюється, утворюючи інертний шар на поверхні сталі. Цей оксидний шар допомагає запобігти дифузії заліза на поверхню та утворенню іржі.

Окрім вуглецевої сталі, лінійні підшипники можуть виготовлятися з мартенситної (серія 400) сталі та аустенітної (серія 300) сталі. Мартенсит містить близько 18% хрому, але також вищий рівень вуглецю. Він дуже твердий, але лише помірно стійкий до корозії. Аустеніт має вищий рівень хрому — до 26%, — що призводить до товстішого шару окислення та вищої стійкості до окислення.

Компромісом за підвищену корозійну стійкість аустенітних лінійних підшипників є зниження твердості. В результаті динамічна та статична вантажопідйомність аустенітних лінійних підшипників знижуються приблизно на 80% та 85% відповідно. Це не обов'язково є проблемою для легших навантажень, оскільки ми все ще говоримо про вантажопідйомність у сотні кілограмів. У випадку важчих навантажень збільшення кількості блоків на кожній рейці може допомогти компенсувати зниження номінальних характеристик.

Номінальні навантаження для мартенситних лінійних підшипників такі ж, як і для їхніх версій з вуглецевої сталі (без деградації).

Найбільшим недоліком цих двох варіантів антикорозійного покриття є те, що вони можуть бути значно дорожчими, ніж лінійні підшипники з вуглецевої сталі. Для бюджетних проектів найкращим рішенням може бути лінійний підшипник з вуглецевої сталі, оброблений антикорозійним покриттям.

Антикорозійні покриття

Існує два класи антикорозійних покриттів:

Тверде хромування

Помірна корозійна стійкість (еквівалентна стійкості мартенситної нержавіючої сталі)

Твердість 750 HV

Дешевше, ніж мартенситний лінійний підшипник

Чорне хромоване покриття

Дуже хороша корозійна стійкість (еквівалентна аустенітній нержавіючій сталі)

Значно дорожче, ніж тверде хромування, але дешевше, ніж аустенітний лінійний підшипник

Прийняття рішення щодо покриттів вимагає компромісів. Лінійний підшипник з вуглецевої сталі, покритий твердим хромом, може бути гарним рішенням для застосувань, де чутлива ціна до помірних умов навколишнього середовища. Для вищої корозійної стійкості чорна хромована вуглецева сталь пропонує корозійну стійкість, майже еквівалентну корозійній стійкості аустенітного лінійного підшипника за зниженою ціною; точне число залежить від розміру та складності підшипника. Для застосувань, що вимагають максимального терміну служби, чорне хромоване покриття на мартенситному лінійному підшипнику забезпечує найвищий можливий захист.

Виконання має значення

Антикорозійні покриття можуть бути ефективними рішеннями, але є ключові фактори, про які слід пам'ятати. По-перше, підшипники з покриттям не є складськими товарами. Коли завод отримує замовлення, він не знімає з полиць попередньо зібраний лінійний підшипник для нанесення захисту. Виробники зазвичай виготовляють новий лінійний підшипник з нуля, покриваючи рейки та блоки перед остаточним складанням. Залежно від заводу, специфіки замовлення та ринкового попиту, це може збільшити термін поставки на тижні або навіть місяці. Для клієнтів, які не можуть дозволити собі такий термін виконання, альтернативою є додавання антикорозійного покриття як додаткового елемента.

Нанесення покриття на готовий лінійний підшипник може бути складним завданням. Лінійний підшипник потрібно розібрати, відправити на нанесення покриття, а потім знову зібрати після повернення. Цей процес простий, але нелегкий, особливо для лінійних підшипників, які повинні відповідати допускам у мікронному масштабі. Ще одна проблема полягає в тому, що товщина покриття змінює розміри кульок. Повторне складання лінійного підшипника з оригінальними кульками призведе до швидкого руйнування покриття.

Єдиний ефективний спосіб нанесення покриття післяпродажного обслуговування – це розібрати підшипники, покрити елементи, а потім знову зібрати підшипник з меншими кульками. Кульки можна підібрати відповідно до кілець або застосувати відповідний рівень попереднього натягу. Це вимагає наявності кульок з діаметром з градацією 1 мкм, а також можливості випробувати та затвердити кінцевий продукт.

Нарешті, варто зазначити, що всі покриття мають певну різницю в товщині по всій деталі. Як результат, лінійний підшипник з покриттям може не відповідати вимогам паралельності базової деталі. Якщо ваше застосування має жорсткі допуски на паралельність, але все ще створює ризик корозії, можливо, варто витратити додаткові гроші на аустенітний або мартенситний лінійний підшипник.

Захист від корозії – це не питання вибору. Окислення – це безперервний процес, який зрештою обмежує термін служби обладнання. Якщо фактори навколишнього середовища в певному застосуванні створюють ймовірність іржі та пошкодження матеріалу, важливо визначитися зі стратегією боротьби з цим. Дослідіть варіанти та проконсультуйтеся зі своїм постачальником, щоб зробити правильний вибір для конкретного застосування.