LM20UU vs. LM20LUU: Was ist der Unterschied und welches benötigen Sie?

Wenn Sie Linearlager für ein Projekt beschafft haben und festgestellt haben, dass zwei Teilenummern bis auf ein zusätzliches „L“ fast identisch aussehen, sind Sie nicht allein. Die Modelle LM20UU und LM20LUU stehen in den meisten Lagerkatalogen nebeneinander und haben den gleichen Wellendurchmesser, den gleichen Außendurchmesser und das gleiche Material. Oberflächlich betrachtet sehen sie austauschbar aus. In der Praxis wirkt sich die Wahl des falschen Lagers darauf aus, wie sich Ihr Wagen bewegt, wie gut er Seitenlasten verträgt und wie lange das Lager unter realen Betriebsbedingungen hält.

In diesem Artikel wird genau erläutert, was diese beiden Teile voneinander trennt, wann sie jeweils sinnvoll sind und wie Sie Ihre Bewerbung fordern, ohne sie zu verkomplizieren.

SQ-Lager

Was die Teilenummern tatsächlich bedeuten

Die Namenskonvention folgt dem Standardformat der LM-Serie. „LM“ steht für Linear Motion. „20“ ist der Bohrungsdurchmesser in Millimetern, was bedeutet, dass beide Lager auf eine 20-mm-Welle passen. „UU“ bedeutet, dass das Lager auf beiden Seiten mit Kontaktdichtungen aus Gummi abgedichtet ist, wodurch Staub und Verunreinigungen ferngehalten werden und die werkseitige Schmierung erhalten bleibt.

Der einzige Unterschied im Namen ist das vor „UU“ eingefügte „L“ in der zweiten Teilenummer. Dieser einzelne Buchstabe bedeutet Langtyp und bezieht sich speziell auf die Gesamtlänge des Lagerkörpers.

Das ist der ganze Namensunterschied. Ein Buchstabe, eine Dimension. Alles andere in der Bezeichnung ist gleich.

Die Zahlen nebeneinander

Hier wird die praktische Lücke sichtbar:

Der LM20LUU ist etwa 90 % länger als der LM20UU. Es handelt sich nicht um einen geringfügigen Zuwachs. Diese zusätzliche Länge verändert die Kontaktgeometrie zwischen Lager und Welle, erhöht die Anzahl der last-Lagerkugelkreise von fünf auf sechs und erhöht dadurch sowohl die dynamischen als auch die statischen Tragzahlen. Die LM20UU-Größe allein gibt Aufschluss über die Bohrung und die Außenabmessungen, sie sagt jedoch nichts darüber aus, wie das Lager Momentbelastungen verträgt. Hier kommt es auf den langen Typ an.

Warum die Länge mehr als nur die Tragfähigkeit beeinflusst

Ein Linearlager trägt die Last durch den Rollkontakt zwischen Stahlkugeln und der gehärteten Welle. Bei reiner Radialbelastung, bei der die Kraft senkrecht zur Wellenachse wirkt und durch die Mitte des Lagers verläuft, wird sie von einem Lager mit Standardlänge problemlos bewältigt. Die Kugeln auf der belasteten Seite nehmen die Kraft auf und übertragen sie auf das Außengehäuse.

Die meisten realen Anwendungen sind nicht ganz so sauber. Der Schwerpunkt eines Schlittens, der ein Werkzeug, ein Werkstück oder einen Sensor trägt, ist normalerweise von der Lagerkontaktzone versetzt. Dieser Versatz erzeugt ein Moment, eine Rotationskraft, die versucht, das Lager relativ zur Welle zu neigen. Bei einem kurzen Lager wird dieser Kippneigung durch eine relativ schmale Kontaktspanne entgegengewirkt. Bei einem längeren Lager wird die gleiche Momentkraft über eine größere Spanne verteilt, die Hebelwirkung gegen Kippen ist größer und die Kugelkreise an jedem Ende des Lagers tragen weniger wahrscheinlich unverhältnismäßige Belastungen.

Aus diesem Grund beschreibt THK, der ursprüngliche Entwickler der LM-Serie, den LM20LUU ausdrücklich als optimal für Anwendungen mit Momentenbelastungen. Eine größere Kontaktlänge bedeutet mehr Widerstand gegen Wackeln und Kippen unter versetzten oder freitragenden Belastungsbedingungen.

Die praktische Konsequenz ist das Tragen von Leben. Ein StandardLM20UUBeim Betrieb unter einer konstanten Momentenlast zeigt sich vorzeitiger Verschleiß an den Enden der Kugelkreise, bevor der Rest des Lagers auch nur annähernd abgenutzt ist. Wechseln Sie in derselben Installation zu einem LM20LUU und die Last verteilt sich gleichmäßiger auf sechs statt auf fünf Schaltkreise, die Endschaltkreise sind weniger beansprucht und das Lager läuft zwischen den Austauschvorgängen länger.

SQ LM20UU Edelstahl

Wenn der Standard LM20UU die richtige Wahl ist

Der Standardtyp ist kein Kompromiss. Es ist für eine Vielzahl von Anwendungen die richtige Wahl und bietet echte Vorteile in Situationen, in denen der Platz ein limitierender Faktor ist.

Wenn Ihre Schlittenkonstruktion über zwei entlang der Welle beabstandete Lager verfügt, kann ein Paar LM20UU-Lager mit ausreichendem Abstand zwischen ihnen Momentbelastungen gut bewältigen. Zwei Lager, die über eine lange Spanne zusammenarbeiten, verhalten sich ähnlich wie ein einzelnes längeres Lager, manchmal sogar besser, weil die Spanne zwischen ihnen größer sein kann als die, die ein einzelner Lagerkörper bietet. Die meisten Linearachsen für 3D-Drucker, kleine CNC-Frässchlitten und Automatisierungstransferschlitten fallen in diese Kategorie. Die Größe LM20UU passt problemlos in standardmäßige SC20UU-Stehlagergehäuse und ähnliche handelsübliche Hardware.

Das Standardlager ist außerdem leichter und kürzer, was bei Anwendungen wichtig ist, bei denen die bewegte Masse minimiert werden muss oder bei denen die Gehäuselänge begrenzt ist. Wenn Sie etwas bauen, das in ein enges Gehäuse passen muss und Sie ohnehin zwei Lager pro Achse verwenden, ist die Standardlänge normalerweise der bessere Ausgangspunkt.

Wenn der LM20LUU mehr Sinn ergibt

Der lange Typ fängt an, seinen Preis zu verdienen, wenn eine der folgenden Bedingungen zutrifft.

Erstens, wenn Sie ein einzelnes Lager pro Schlittenposition anstelle von zwei verwenden. Ein einzelner LM20UU unter einer Momentlast ist ein Rezept für beschleunigten Verschleiß. Ein einzelnes LM20LUU trägt das Moment immer noch besser als der Standardtyp, obwohl bei kritischen Anwendungen zwei Standardlager in einem gut konstruierten Schlitten in der Regel besser sind als ein einzelnes langes.

Zweitens, wenn der Schlitten eine erhebliche Offsetlast trägt und Sie den Abstand zwischen zwei Standardlagern nicht einfach vergrößern können. Ein Spindelkopf für eine Werkzeugmaschine, ein Kameraschlitten mit einer schweren Linsenbaugruppe oder ein Pick-{1}}and--Kopf mit beträchtlicher Reichweite erzeugen Momentbelastungen, die mit dem Versatzabstand wachsen. Durch das Hinzufügen der Lagerlänge wird dieses Problem direkt behoben, ohne dass eine Neukonstruktion des Lagerabstands erforderlich ist.

Drittens bei Anwendungen, bei denen die Wellenstützspanne groß ist und eine Wellendurchbiegung ein Problem darstellt. Ein längerer Lagerkontakt sorgt für eine bessere Führung und verringert die Empfindlichkeit des Schlittens gegenüber kleinen Wellendurchbiegungen, die bei horizontalen Spannweiten über etwa 300 bis 400 mm ohne Zwischenunterstützung relevant sind.

Viertens, wenn es um Vibrationen oder schnelle Hin- und Herbewegungen geht. Die längere Kontaktfläche dämpft Mikro-bewegungen zwischen Lager und Welle effektiver, was sich in weniger Geräuschen und einem gleichmäßigeren Betrieb bei schnell{3}zyklischen Geräten bemerkbar macht.

Was sich zwischen ihnen nicht ändert

Beide Lager passen auf die gleiche gehärtete 20-mm-Welle. Beide erfordern die gleiche Gehäusebohrung für die Presspassung, H7-Toleranz ist die Standardempfehlung. Beide werden von den meisten Anbietern mit Leichtöl vorgeschmiert und sind bei der Ankunft sofort einsatzbereit. Beide verwenden die gleiche Chromstahlkonstruktion und das gleiche doppelte Gummidichtungsdesign. Die Wartungsanforderungen sind identisch. Keines der Lager sollte auf einer ungeschliffenen oder ungehärteten Welle betrieben werden. Die empfohlene Mindesthärte für die Welle beträgt 58 HRC, und die Wellenoberfläche sollte auf eine Oberflächengüte von Ra 0,4 Mikron oder besser geschliffen sein. Der Einsatz eines Lagers auf einer Weichstahlwelle beschleunigt den Verschleiß sowohl der Welle als auch des Lagers, unabhängig davon, für welchen Typ Sie sich entscheiden.

Auch austauschbare Teilenummern verschiedener Marken gelten für beide Typen gleichermaßen. Der LM20LUU kann je nach Anbieter mit SM20GWUU, TBW20LUU, LD20LUU und LMUW20L verglichen werden. Die LM20UU-Querverweise-verweisen auf SM20GWUU (ohne das Suffix L), LD20UU und LMUW20. Diese Querverweise stimmen in den Abmessungen größtenteils überein, können jedoch in den Belastungswerten zwischen Herstellern japanischer Herkunft wie THK und IKO und ihren kostengünstigeren Alternativen leicht variieren. Bei Präzisionsgeräten lohnt es sich, das Datenblatt des jeweiligen Lieferanten, den Sie verwenden möchten, zu prüfen, bevor Sie einen Entwurf abschließen.

Überlegungen zur Wohnsituation

Der Wechsel von LM20UU zu LM20LUU in einem bestehenden Design ist nicht immer ein einfacher Austausch, auch wenn der Außendurchmesser identisch ist. Die Länge der Gehäusebohrung muss für das längere Gehäuse geeignet sein. Ein standardmäßiger SC20UU-Lagerblock ist beispielsweise für das 42-mm-Standardlager dimensioniert. Der Einbau eines 80mm LM20LUU darin ist ohne Umbau oder ein anderes Gehäuse nicht möglich.

Wenn Sie von Grund auf neu entwerfen, spezifizieren Sie das Gehäuse gleichzeitig mit dem Lager. Wenn Sie nachrüsten, messen Sie die verfügbare Gehäusetiefe, bevor Sie die lange Ausführung bestellen. Dies ist der häufigste Fehler bei der Angabe des LM20LUU als Upgrade einer vorhandenen Installation.

Ein einfacher Entscheidungsrahmen

Wenn Sie sich nicht sicher sind, welche Sie auswählen sollen, gehen Sie diese Fragen der Reihe nach durch.

Verwenden Sie zwei Lager pro Wellenposition mit einem Abstand von mindestens 60 bis 80 mm? Wenn ja, beginnen Sie mit LM20UU und prüfen Sie, ob Ihre Lastberechnungen einen ausreichenden Momentenwiderstand ergeben. Die meisten leichten bis mittleren Anwendungen sind in Ordnung.

Verwenden Sie ein einzelnes Lager pro Position oder ist Ihr Abstand stark eingeschränkt? Wechseln Sie zu LM20LUU.

Trägt Ihr Wagen eine versetzte Last, einen freitragenden Arm oder eine schwere asymmetrische Nutzlast? LM20LUU ist die sicherere Wahl.

Ist die Gehäuselänge oder die bewegte Masse eine harte Einschränkung? Bleiben Sie bei LM20UU und beheben Sie die Momentenbelastung nach Möglichkeit durch größere Lagerabstände.

Wer Ersatzteile für bestehende Maschinen beschafft, muss darauf achten, was in der Maschine enthalten ist. Ein Upgrade vom Standard- auf den langen Typ auf einer Achse ohne Neukonstruktion des Gehäuses ist selten einfach, und der Leistungsvorteil rechtfertigt in den meisten Wartungsszenarien nicht die technischen Komplikationen.

Letzter Gedanke

Der Unterschied zwischen LM20UU und LM20LUU liegt in einer Dimension und den daraus resultierenden mechanischen Konsequenzen. Längerer Körper, mehr Kugelumläufe, besserer Momentenwiderstand, höhere Tragzahlen. Der Kompromiss besteht in der Gehäuselänge, etwas höheren Kosten und mehr Gewicht. Keines von beiden ist allgemein besser. Sie lösen unterschiedliche Probleme, und nur wenn man weiß, welches Problem man hat, fällt die Wahl leichter.