高精度リニアシャフトの取り付け方法

高精度のリニア シャフトの取り付けは、シャフトを 2 つのサポートに配置してボルトを締めるだけでは決まりません。シャフトは真っ直ぐで、正しく支持され、意図した移動方向に平行で、選択したリニア ベアリングと互換性がある必要があります。

2 シャフト システムの場合、両方のシャフトの相対的な高さと平行度が特に重要です。各シャフトとベアリングが個別に仕様範囲内にある場合でも、わずかな位置合わせ誤差により、ベアリング ハウジングを締め付けた後にキャリッジが固着する可能性があります。

まずリニアシャフトの取り付けタイプを特定します

正しい取り付け方法は、シャフトの支持方法によって異なります。

すべての構造に同じ取り付け手順を適用しないでください。たとえば、シミングはシャフト サポートまたはサポートされたレール ベースの下で実用的かもしれませんが、不適切に加工されたシャフト シートを修正する代わりにはなりません。

取付け前にシャフト仕様を確認してください

取り付け精度はシャフト自体の状態を超えることはできません。組み立てる前に、次のことを確認してください。

• シャフトの直径と公差。
• 全長;
• 真直度の要件。
• 表面硬度と硬化層の深さ。
• 表面粗さ;
• 該当する場合はクロムメッキの状態。
• 端部加工寸法。
• 選択したリニアベアリングとの互換性。

DLY 精密リニアシャフトは、シャフトの材質、直径、プロセス仕様に応じて、一般的な表面粗さ Ra 0.4 ～ 0.8 μm、硬化層深さ約 0.6 ～ 3.5 mm で供給できます。適切な精度仕様では、100 mm あたり最大 5 μm までの真直度に達しますが、シャフト全長にわたる許容偏差は、実際の直径とサポート状態について確認する必要があります。

光沢のある研磨面は、シャフトの直径、真直度、硬度が正しいことを証明するものではありません。これらの特性は、図面および検査要件に照らして検証する必要があります。

精密な取り付けに必要な工具

実際のインストール ツール セットには次のものが含まれます。

• 校正済みの外側マイクロメーター。
• 堅固なベースを備えたダイヤルインジケータまたはテストインジケータ。
• 精密な直定規または機械データム。
• トルクレンチと正しいドライバービット。
• エラーゲージ。
• 調整が可能な精密シム。
• 適切な機械構造用の水準器または精密水準器。
• 糸くずの出ない布と承認されたクリーナーを使用してください。
• リニアベアリング用の指定潤滑剤。
• 機械図面と軸受データ。

一般的な識別にはノギスが便利ですが、精密なシャフト直径を確認するにはマイクロメーターの方が適しています。測定ツールは必要な公差に一致する必要があります。

シャフトの清掃と検査

互換性のあるクリーナーと清潔な糸くずの出ない布を使用して、走行面から一時的な防錆油、ほこり、パッケージの残留物を取り除きます。

ベアリングの移動領域全体を検査して、次の点を確認します。

• 縦方向の傷。
• へこみや衝撃跡。
• 腐食または孔食。
• クロムメッキの剥がれや欠陥。
• 切断端、穴、またはネジ山付近のバリ。
• 研ぎ焼けや研ぎムラ。

ベアリングの移動範囲の外側にある小さな傷は動作に影響を及ぼさない可能性がありますが、回転経路内の損傷は騒音、振動、および局所的なベアリングの摩耗を引き起こす可能性があります。最初に位置と深さを確認せずに、すべての化粧マークを自動的に拒否しないでください。

いくつかの位置でシャフトの直径を測定します

外側マイクロメーターを使用してシャフトの軸方向のいくつかの位置を測定します。各位置で少なくとも 2 方向の読み取り値を取得し、テーパーまたは楕円形を識別します。

シャフトの直径はリニア ベアリングの動作クリアランスに影響するため、このチェックは重要です。

• シャフトが大きすぎると、高い抵抗と熱が発生する可能性があります。
• シャフトのサイズが小さすぎると、緩みや振動が発生する可能性があります。
• 局所的な直径の変動により、ストロークに沿って位置がきつくなったり緩んだりする可能性があります。

h6 公差クラスは、精密リニア シャフトに対して一般的に要求されますが、すべての注文でこれを想定する必要はありません。ベアリングの仕様と顧客の図面によって最終要件を定義する必要があります。

組み立て前にシャフトの真直度を確認してください

シャフトの直径は正しくても、曲がっているとバインドが発生することがあります。シャフトの長さが長くなり、直径が小さくなるにつれて、真直度はより重要になります。

一般的な検査方法は、シャフトを所定の点で支持し、シャフトをゆっくり回転させながらダイヤルインジケータを使用して半径方向の変化を測定することです。サポートの位置とシャフトの向きは、検査中に一貫した状態を保つ必要があります。

長くて細いシャフトは自重でたわむ可能性があるため、水平方向の測定には製造上の真直度と重力による曲がりの両方が含まれる場合があります。したがって、承認には合意された測定方法を使用する必要があります。

目に見えて曲がっている精密シャフトを、取り付けボルトでまっすぐに引っ張って修正しようとしないでください。これにより、シャフトサポートとベアリングシステムに応力が伝達されます。

取り付け面とサポートを準備する

シャフトサポートまたはアルミニウムサポートベースの下の取り付け面は、清潔で安定しており、バリがない必要があります。

以下を確認してください:

• ネジ穴の周りに盛り上がった素材。
• 支持面の下の塗装、メッキ、または汚染。
• サポートと機械ベースの間の不均一な接触。
• 穴の間隔が正しくありません。
• ボルトのかみ合いが不十分です。
• 取り付けプレートが柔軟または歪んでいる。

高精度の取り付けを行うには、取り付け穴と位置決め面を定義された基準に基づいて機械加工する必要があります。シャフトの位置決め後に手動で穴を開けることは、制御された機械加工プロセスの信頼できる代替手段ではありません。

最初に基準シャフトを取り付けます

2 軸システムの場合は、1 つの軸を基準として選択します。その位置により、キャリッジの移動方向が決まります。

サポートされていないシャフトの場合:

1. エンドサポートをおおよその位置に配置します。
2. 軸がずれているサポートに無理に通さずに挿入してください。
3. 調整のためにサポートボルトを少し緩めておきます。
4. シャフトを機械基準または必要な移動方向に合わせます。
5. シャフトの位置を確認しながら徐々にサポートを締めてください。

サポートされているシャフトの場合:

1. サポートされているレールを準備された取り付け面に置きます。
2. 可能な場合は、機械加工された基準エッジに対して配置します。
3. 取り付けボルトを手で締めて取り付けます。
4. レールの長さに沿って真直度を確認します。
5. ボルトの位置を確認しながら、端から徐々に締めていきます。

基準位置を確認する前にすべてのボルトを本締めしないでください。

ダイヤルゲージによる基準軸の確認方法

ダイヤルインジケータは、堅固な可動ベース、キャリッジ、または機械基準に取り付ける必要があります。その接触端は、測定方向に対してほぼ垂直にシャフト表面に接触する必要があります。

マシンの構造に応じて、以下を確認してください。

• 使用可能なストロークに沿った水平方向の偏差。
• 垂直方向の高さの変化。
• 各シャフトサポート付近の変更。
• 個々のボルトを締めた後の局所的な変動。
• キャリッジを数回移動した後の読み取り値の再現性。

インジケータが丸いシャフト表面に接触すると、その測定値にはシャフトの真直度、局所的な真円度、取り付け位置の調整が含まれる場合があります。これは、純粋な並列処理エラーとして自動的に解釈されるべきではありません。

必要に応じて、キャリッジの固定位置でシャフトを回転させます。回転中に測定値が変化する場合は、シャフトの振れまたは真直度が測定に寄与していることを示します。

リニアベアリングを慎重に取り付けてください

リニアベアリングは、操作前に清潔にし、適切に潤滑する必要があります。ベアリングシールをシャフトにスライドさせる前に、ベアリングシールと内部の状態を確認してください。

インストール前:

• 軸受穴シリーズが公称シャフト直径と一致していることを確認します。
• ベアリングが開いているか、閉じているか、調整可能か、フランジ付きかを確認します。
• ハウジングの位置と取り付け穴の寸法を確認してください。
• 必要に応じて指定のグリースまたはオイルを塗布してください。
• ベアリングシールをシャフトの鋭いエッジから保護します。

シャフト端には適切な面取りが必要です。鋭利なエッジやバリのあるエッジは、ベアリングシールを損傷したり、鋼球の循環経路を妨げたりする可能性があります。

ベアリングをシャフトに叩きつけないでください。手の力をコントロールしてもベアリングを取り付けることができない場合は、停止してシャフトの直径、バリ、ベアリングの種類、アライメントを確認してください。

感触だけでフィット感を判断しないでください

正しく適合したリニアベアリングはスムーズに動くはずですが、「ぴったり」と「緩み」だけでは信頼できる合格仕様とはなりません。

手動の感触は次の影響を受ける可能性があります。

• シール抵抗。
• グリースの粘度。
• ベアリングクリアランスクラス。
• 軸径公差;
• ベアリングの向き。
• 汚染;
• ハウジングの位置ずれ。

寸法検査とフルストローク検査を併用してください。手で持つとスムーズに感じられるベアリングでも、位置のずれたキャリッジ プレートにハウジングをボルトで固定すると、固着する可能性があります。

キャリッジを介して 2 番目のシャフトの位置を合わせます

2 つの平行なシャフトの場合、通常、2 番目のシャフトは、組み立てられたベアリング ハウジングまたはキャリッジ プレートを通じて基準シャフトに対して位置合わせされる必要があります。

1. 基準軸を完全に確立します。
2. 両軸にベアリングとキャリッジを取り付けます。
3. 2 番目のシャフト サポートまたはサポート ベースのボルトを少し緩めておきます。
4. キャリッジをストローク全体に沿ってゆっくりと移動させます。
5. 2 番目のシャフトがベアリングを横に押し付けない位置に落ち着くようにします。
6. キャリッジの移動を繰り返しながら、第 2 軸を徐々に締めていきます。
7. 本締め後の走行抵抗を確認してください。

この手順では、キャリッジを使用して 2 つのベアリング パスを調整します。軸間隔、相対高さ、取付面精度の確認が不要になるわけではありません。

平行度と相対高さを確認する

2 つのシャフトは正しい水平方向の間隔を持つことができますが、一方のシャフトが他方のシャフトよりも高い場合、またはストロークに沿って間隔が変化する場合は、依然としてバインドされます。

重要なチェックには次のものが含まれます。

• シャフト軸間の水平平行度。
• 相対的なシャフトの高さ。
• 両端のサポート高さ。
• キャリッジプレートの平面度。
• ベアリングとハウジングの位置合わせ。
• ストローク全体にわたる移動抵抗。

直定規は予備的な位置合わせをサポートできますが、精密な作業には機械基準器、ダイヤルインジケータ、またはその他の検証済みの基準を使用する必要があります。汎用の分度器は精密な軸平行度の検査には適しません。

シムは測定された修正のみに使用してください

機械の設計で調整が可能な場合は、精密シムを使用してサポートの高さの小さな違いを修正できます。

シムは次のようにする必要があります。

• きれいでバリがない。
• 安定した接触領域全体でサポートされます。
• 測定された偏差から選択されます。
• サポートの傾斜を作成せずに配置されます。
• ボルト締め後に再確認。

折り畳まれたフォイル、ランダムなシートメタル、または過剰なシムスタックを使用しないでください。大幅な修正が必要な場合は、代わりに取り付け面またはサポートの寸法を見直す必要があります。

取付ボルトは徐々に締めてください

機械図面またはサポートメーカーが指定したボルトサイズ、強度クラス、およびトルクを使用してください。あらゆるリニアシャフトの取り付けに対応する単一の汎用トルクはありません。

締め付け中:

1. 各ボルトを軽く接触させます。
2. 1本のボルトを完全にロックするのではなく、段階的に締めてください。
3. サポートまたはレールの長さに応じて、均等な順序に従ってください。
4. 締め付け段階ごとにキャリッジを移動します。
5. 走行抵抗が変化するかどうかを監視します。
6. 最終トルクが適用された後、インジケーターのチェックを繰り返します。

締め付ける前に位置合わせされたシャフトは、ボルトがサポートまたはアルミニウムベースをクランプする際にわずかに動く可能性があります。したがって、最終的な検証が不可欠です。

フルストローク手動テストを実行する

駆動機構を接続する前に、使用可能なストローク全体にわたってキャリッジを手動で移動させてください。

以下を確認してください:

• 1 つのサポートに近いタイトなポジション。
• 一方の端に向かって抵抗が増加します。
• 周期的な粗さ。
• 不均一なシール抵抗。
• シャフトサポートの目に見える動き。
• 1 つのベアリング ハウジングからの異音。
• キャリッジの揺れまたは検出可能なクリアランス。

抵抗が徐々に増加する場合、多くの場合、シャフトの間隔または相対的な高さが変化していることが示唆されます。 1 か所にきつい箇所がある場合は、局所的なシャフトの損傷、取り付けの歪み、または汚れを示している可能性があります。

最初に低速でマシンを実行します

手動テストに問題がなければ、軸を低速で動作させ、次のことを観察します。

• モーター電流。
• 騒音と振動。
• 軸受温度。
• キャリッジの安定性。
• 潤滑剤の分配。
• 両方のストローク限界に近い動き。

徐々に速度を上げてください。騒音、熱、抵抗が急激に上昇した場合は、機械を停止し、シャフトの位置合わせ、ベアリングの取り付け、駆動システムの接続を点検してください。

しっかりとしたベアリング システムが「摩耗」することを期待して走行を続けないでください。これにより、シャフト表面とベアリングトラックの両方が損傷する可能性があります。

リニアシャフトの取り付けに関するよくある間違い

• 取り付けボルトを使用して曲がったシャフトを真っ直ぐにするには:これにより、応力と不均一なベアリング荷重が発生します。
• 両方のシャフトを個別に取り付ける場合:ベアリングの経路が一致しないため、キャリッジが固着する可能性があります。
• シャフト間隔のみを確認する場合:相対的な高さと角度の偏差も重要です。
• 位置を調整する前にサポートを完全に締めます。調整が困難になり、システムにストレスが閉じ込められる可能性があります。
• 鋭利なシャフト端上の滑りベアリング:シールや内部部品が損傷する可能性があります。
• グリースを増やすときつい動きが修正されると仮定すると、次のようになります。潤滑だけでは位置ずれを修正することはできません。
• ノギスを唯一の精密検査ツールとして使用する場合:シャフトの公差が厳しい場合には不十分な場合があります。
• 古いベアリングの状態を無視する:ベアリングが損傷すると、新しく取り付けたシャフトにすぐに跡が付く可能性があります。
• 管理されたデータムを使用せずに取り付け穴を穴あけする場合:穴の位置に誤差があると、正確な位置合わせができなくなる可能性があります。

インストールチェックリスト

DLY に提供すべき情報は何ですか?

リニアシャフトとベアリングを確認するには、以下を提供してください。

• シャフト径と全長。
• 構造がサポートされていない、または完全にサポートされている。
• 平行軸の数。
• 効果的な旅行。
• 移動荷重と荷重方向。
• シャフトサポート間の距離。
• 必要な直径公差。
• 必要な真直度。
• 材質とクロムメッキの要件。
• リニアベアリングのモデルとハウジングのタイプ。
• 端部加工または取り付け穴の図面。
• 設置スペースの制限。

DLYをレビューするリニアシャフト製品利用可能なシャフト構造、材料、加工オプションについては、こちらをご覧ください。

取り付け前のシャフト品質チェックについては、以下をお読みください。リニアシャフトの品質を確保する方法。

互換性のあるベアリングのタイプについては、DLY を参照してください。リニアベアリング範囲。

最終的なインストール原則

精密リニアシャフトは、目視判断だけで調整するのではなく、検証済みの基準に基づいて取り付ける必要があります。最初にシャフトの直径と真直度を確認し、1 つの基準シャフトを確立し、組み立てられたキャリッジを通して 2 番目のシャフトを位置合わせし、最終的なボルトの締め付け後に再度動作を確認します。

最も有用な最終テストは、局所的な締め付け、過剰なクリアランス、または上昇する抵抗のない、スムーズで一貫したフルストローク動作です。潤滑剤とボルトのトルクでは、不適切なシャフト間隔、相対高さ、またはベアリングとハウジングの位置合わせを補正することはできません。

DLYの技術確認の場合は、軸径、長さ、支持構造、軸受型式、荷重、移動距離、公差、取付図をお送りください。

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