Ejes lineales: extremos del eje y opciones de montaje para ejes lineales

Los mecanismos de fijación para ejes lineales o ejes guía en sistemas mecánicos requieren una planificación cuidadosa. Los diferentes extremos del eje permiten distintas opciones de montaje. En este artículo se proporciona una descripción general de los extremos de eje disponibles y responde a la pregunta de qué soportes de eje u opciones de soporte de eje están disponibles y dónde son apropiados. Como parte de ello, también analizamos detalladamente los tipos de cojinetes fijos y flotantes para ejes.

¿Qué es un soporte lineal?

Los mecanismos de fijación para ejes lineales o ejes guía actúan como mecanismos de localización de precisión en sistemas mecánicos. Las opciones de montaje comunes para ejes lineales incluyen arandelas de extremo, fijaciones de abrazadera o anillos de ajuste. Muchas de las opciones de montaje también se pueden utilizar para ejes de par estacionario, donde evitan el movimiento axial al mismo tiempo que absorben y disipan el par ejercido sobre el eje en el alojamiento de la máquina.

Cojinetes fijos y flotantes para ejes

Normalmente, se requieren dos cojinetes para soportar ejes y guías. Para permitir la expansión, se recomienda un cojinete flotante fijo para los ejes en la mayoría de los casos. El cojinete flotante actúa como soporte radial y guía axial para el eje al tiempo que permite el movimiento en dirección axial. A diferencia del cojinete flotante, un cojinete fijo fija el eje en dirección axial. El cojinete fijo se convierte en el punto de referencia en la combinación de cojinete flotante y cojinete fijo.

¿Por qué la combinación de cojinete flotante y cojinete fijo es adecuada para un eje? Si, por ejemplo, el eje se instala con dos cojinetes de rodillos, existe un juego definido inherente al diseño. Este juego cambia a medida que el calor se acumula durante el funcionamiento; el eje se expande. El cojinete flotante compensa ahora estas diferencias de distancia, ya que permite movimientos axiales. Esto lleva a una mayor vida útil de los cojinetes de rodadura instalados y del sistema en su conjunto.

Varias opciones de conexión para ejes lineales

El ajuste de enclavamiento es una conexión creada cuando los componentes que se van a conectar se acoplan en función de su forma. La forma evita el movimiento. Por ejemplo, las ranuras del eje se utilizan para ejes. En combinación con un anillo de retención, posicionan con precisión el eje axialmente. Este tipo de enclavamiento es, por ejemplo, apropiado para evitar movimientos lineales positivos y para evitar la extracción. Sin embargo, los ajustes de precisión son difíciles. Por el contrario, un bloqueo por fricción genera una fuerza de contacto, normalmente con tornillos o abrazaderas, que conecta los componentes respectivos entre sí. Para los ejes, esto se logra, por ejemplo, con tornillos de sujeción o manguitos de sujeción, que proporcionan una conexión muy estable después del apriete. Sigue siendo posible un ajuste de precisión previo. Cuando se utiliza en consecuencia, un bloqueo por fricción también puede evitar la torsión además de fijar la posición axial.

Los bloqueos de fricción suelen implementarse como una abrazadera circunferencial o como una abrazadera con tornillo sin cabeza. Una abrazadera circunferencial o conexión de abrazadera crea una compresión sobre la circunferencia del eje, lo que asegura el eje contra la torsión y el movimiento axial. También es adecuado para pares de torsión más altos. Existen diferentes conceptos para implementar una abrazadera circunferencial. Esto incluye, por ejemplo, elementos de sujeción cónicos o conexiones de sujeción con medias carcasas. En algunos de estos, como la conexión de abrazadera con medias carcasas, su estructura asimétrica puede causar una compresión de superficie irregular y una condición de desequilibrio.

Si el eje se sujeta con un tornillo de fijación, el eje se mantiene en su posición mediante el tornillo de fijación. Al apretar el tornillo de fijación se daña la superficie del eje, lo que posteriormente puede interferir en el desmontaje debido a la pequeña holgura. Esto puede evitarse, por ejemplo, taladrando el eje antes del montaje. La abrazadera con tornillos de fijación solo debe utilizarse en aplicaciones con par bajo, cargas axiales bajas y velocidades bajas. Permite un montaje y desmontaje fácil y rápido en espacios de instalación de difícil acceso. Para una conexión segura sin dañar los componentes, debe observarse el par de apriete requerido del tornillo de fijación.

Extremos de eje para ejes lineales de soporte

El extremo del eje no es solo el extremo de un eje. El diseño de los extremos del eje influye significativamente en las opciones de instalación del eje, la precisión durante el montaje y la alineación y la estabilidad de la conexión entre el eje y los cojinetes o el acoplamiento del eje o la carcasa de la máquina. Un extremo del eje también puede actuar como interfaz para componentes adicionales, y la energía mecánica a menudo se suministra o disipa sobre el extremo del eje. Existen varios estándares para las diferentes versiones de los extremos del eje. Los extremos de eje cilíndricos están, por ejemplo, normalizados de conformidad con la norma DIN 748 - Extremos del eje cilíndrico, dimensiones, pares nominales.

La siguiente tabla proporciona una descripción parcial de varias configuraciones de extremo de eje y sus opciones de montaje:

tenga en cuenta que la ilustración es simplificada. Es posible que haya diferentes extremos a izquierda y derecha.

Soportes de eje para fijar ejes lineales

Los soportes de eje, también conocidos como cojinetes de pedestal, conectan ejes rígidos, guías y otros componentes en un sistema general. También actúan como cojinetes horizontales o verticales para guías y ejes lineales. Las cargas de compresión y tracción se transfieren desde el eje a través de los soportes de eje hacia el alojamiento de la máquina o la estructura de carga de la aplicación. Se aplican opciones de fijación idénticas para ejes huecos. La variante con riel de soporte también es una opción para cojinetes abiertos con un corte de segmento adecuado para ejes lineales apoyados. Este riel de soporte evita que el eje se hunda al sostener el eje a lo largo de toda su longitud.

Se pueden utilizar diferentes soportes de eje en función de los requisitos de aplicación. MISUMI ofrece diferentes formas de soportes de eje:

• Forma de T: Este soporte de eje está en posición vertical. Consta de una base con un orificio vertical para el eje y permite una fijación estable.
• Forma de L: Forma en ángulo recto que permite la fijación lateral del vástago.
• Forma del bloque: Construcción cuboidea y robusta que proporciona alta estabilidad y capacidad de carga.
• Ronda: Forma cilíndrica para un soporte uniforme del eje.
• Brida redonda: Soporte redondo con brida para un montaje estable y una alineación precisa. Facilita la fijación a varias superficies.

A continuación se presentan algunos soportes de eje en detalle:

Soportes tipo brida

Los soportes tipo brida proporcionan una alta estabilidad porque la brida está unida al eje. Las bridas del eje suelen instalarse en aplicaciones con recorrido vertical. MISUMI tiene opciones para configurar este paquete con brida con agujeros y tornillo de sujeción. Se puede utilizar una brida de eje redonda de perfil bajo si el espacio de instalación es limitado.

MISUMI ofrece una opción de montaje posterior como forma especial para soportes tipo brida. Con este fin, la parte trasera del soporte tipo brida tiene un avellanado para un tornillo de culata utilizado para fijar el eje. Este método de instalación requiere un eje lineal con rosca interna en la cara frontal. Este tipo de fijación elimina la necesidad de una mayor sujeción.

Coloque los collarines y anillos de sujeción como soportes del eje

Los collarines de fijación, también llamados anillos de sujeción, son adecuados para ejes de bloqueo y pueden actuar como tope y también como dispositivo de posicionamiento. Fijan el eje en una posición predeterminada. El collarín de fijación se puede montar en cualquier parte del eje, eliminando la necesidad de un reborde del eje. El montaje flexible también permite utilizar collarines de fijación como soportes del eje en el extremo del eje. MISUMI ofrece una variedad de diseños:

• Collarín de fijación con tornillo sin cabeza
• Anillo de sujeción con hendidura
• Collarín de fijación con ranura y palanca de sujeción
• Collarín de fijación con ranura

Los collarines de dos piezas están divididos en el centro. Usando dos tornillos, las carcasas se aprietan entre sí para generar la fuerza de sujeción en el eje. El diseño de dos piezas permite un montaje sencillo en espacios reducidos. Para el mantenimiento, el collarín de fijación se puede retirar fácilmente sin tener que retirar el eje.

Pueden producirse fuerzas de sujeción elevadas al sujetar con collarines de fijación con hendiduras. La posición puede seleccionarse libremente, ya que la fijación no requiere una superficie plana en el eje. Tanto el collarín ranurado como el collarín de fijación de dos piezas distribuyen la fuerza de sujeción sobre toda la superficie de contacto, lo que da como resultado un alto efecto de sujeción sin dañar la superficie del eje.

Soporte del eje para espacio de instalación limitado

Los soportes de eje no solo se utilizan en máquinas grandes. Los ejes y soportes de eje también se pueden utilizar en mecánica de precisión, por ejemplo, para dispositivos ópticos. Para aquellos casos con espacio limitado, MISUMI ofrece soportes de eje particularmente pequeños y de bajo perfil. En estos soporte de eje, los orificios de montaje se encuentran en el lateral, lo que permite instalarlos en espacios reducidos. Dependiendo del diámetro del eje, la altura resultante del eje es, por lo tanto, de aprox. 5 mm.