Въведение
Избиранелинеен водачне е просто въпрос на избор на най-високия клас на точност или най-тежкото налично предварително натоварване. Инженерите, които прекомерно определят който и да е параметър, могат да увеличат разходите за доставка, натоварването на двигателя, триенето и генерирането на топлина, без да подобрят действителната производителност на машината. Обратно, недостатъчната точност или предварително натоварване може да доведе до грешки в позиционирането, прекомерно отклонение, вибрации и намален експлоатационен живот. Правилният подход е класът на точност на линейния водач и предварителното натоварване на линейния водач да съответстват на действителното движение, натоварване, твърдост и работни изисквания на машината.
Как купувачите трябва да съпоставят класа на точност с приложението
Подходящият клас на точност трябва да се определя от действителното позициониране на машината и изискванията за повторяемост, а не чрез избор на най-високата налична степен. Инженерите трябва първо да определят изискваната точност на движение, след това да вземат предвид работната скорост, външните натоварвания, вибрациите и структурата на машината, за да определят дали е необходим по-висок клас.
Възможностите за инсталиране също трябва да бъдат проверени, преди да се посочи ръководство с висока точност. Ако монтажната повърхност е неравна или носещата конструкция няма достатъчна геометрична точност, монтажът може да доведе до деформация на релсата и да намали практическата полза от по-висок клас на точност.
Как линейното направляващо предварително натоварване влияе върху твърдостта и триенето
Правилното ниво на предварително натоварване определя колко ефективно линеен водач може да увеличи твърдостта, без да създава ненужно съпротивление при движение.
Какво всъщност прави предварителното зареждане
Предварителното натоварване контролира вътрешната връзка между търкалящите се елементи и каналите, за да се намали или елиминира вътрешната хлабина. Чрез прилагане на подходящо предварително натоварване каретката може да устои на външни натоварвания с по-малко вътрешно движение, подобрявайки твърдостта, стабилността на движение и устойчивостта на изместване при натоварване.
Въпреки това предварителното зареждане не е просто надграждане на производителността. Увеличаването на предварителното натоварване обикновено увеличава контактната сила вътре във водача, което също увеличава съпротивлението при движение. Това може да повлияе на необходимата задвижваща сила, натоварването на двигателя, повишаването на температурата и в крайна сметка експлоатационния живот, ако предварителното натоварване е прекомерно за приложението.
Компромисът зад предварителното натоварване
Предварителното натоварване представлява компромис между твърдост и съпротивление при движение. С увеличаването на предварителното натоварване водачът обикновено осигурява по-голяма твърдост и устойчивост на външно изместване, но триенето и необходимата задвижваща сила също се увеличават.
По-високо предварително натоварване → По-висока твърдост → По-високо триене → По-голямо изискване за задвижвана сила
Следователно подходящото предварително натоварване трябва да се основава на действителното натоварване, скоростта, твърдостта и капацитета на задвижването на машината, а не просто да се избере най-високото ниво.
Как трябва да се избира предварително натоварване за различни натоварвания
Предварителното натоварване трябва да бъде съобразено с натоварването, скоростта, твърдостта и задвижващата сила на приложението
изисквания, а не избрани единствено според желаната твърдост.
Леко предварително натоварване / хлабина до леко предварително натоварване
Конфигурациите с леко предварително натоварване или почти нулев клирънс дават приоритет на ниското триене и плавното движение. Те са подходящи за високоскоростни приложения с леко натоварване, където минимизирането на съпротивлението при задвижване е по-важно от постигането на максимална твърдост. Типичните примери включват миниатюрно оборудване за автоматизация, 3C производствени системи, медицинско оборудване и леки XY етапи.
Тази конфигурация може също да бъде от полза, когато задвижващата система има ограничена налична сила или когато енергийната ефективност и плавното движение са важни съображения за дизайн.
Средно предварително натоварване
Средното предварително натоварване осигурява практически баланс между твърдост и съпротивление при движение. Често е подходящо за обща индустриална автоматизация, машини със средно натоварване, роботизирани системи и портални механизми, където водачът трябва да устои на умерени външни сили, без да създава прекомерно триене.
За много индустриални приложения тази балансирана конфигурация осигурява достатъчна твърдост, като същевременно поддържа разумна работна ефективност.
Тежко предварително натоварване
Тежкото предварително натоварване е предназначено за приложения, които изискват по-голяма твърдост и устойчивост на вибрации, удар или моментни натоварвания. CNC машинни оси, тежкотоварно обработващо оборудване и машини, изложени на значителни натоварвания при рязане или удари, могат да се възползват от тази конфигурация.
Въпреки това голямото предварително натоварване трябва да бъде оправдано от изискванията за действително натоварване и твърдост. Тъй като по-голямото предварително натоварване увеличава вътрешните контактни сили и съпротивлението при движение, инженерите трябва да отчетат неговия ефект, когато оценяват капацитета на двигателя, генерирането на топлина и експлоатационния живот.
Защо точността и предварителното натоварване трябва да бъдат избрани заедно
Класът на точност и предварителното натоварване контролират различни аспекти на производителността на линейния водач, но трябва да бъдат съгласувани като координирана комбинация. Класът на точност определя геометричната прецизност на водача, докато предварителното натоварване контролира вътрешната хлабина и допринася за твърдостта, което прави избраното предварително натоварване по-зависимо от геометричната точност на водача икачество на монтажа.
Целта е да се създаде съвместима комбинация от точност, предварително натоварване, капацитет на натоварване и качество на монтажа, така че водачът да може да осигури необходимата производителност на движение без ненужни спецификации.
Процес на проверка на качеството
Работен процес в 4 стъпки за избор на точност и предварително натоварване на линейни водачи
Стъпка 1 Дефинирайте изискването за точност
Определете необходимата на машината точност на позициониране, повторяемост и успоредност на движение. Използвайте тези изисквания, за да установите минималния практически клас на точност, вместо да започнете с най-високата степен.
01
Стъпка 2 Оценете натоварването и твърдостта
Изчислете статичните и динамичните натоварвания, моментните натоварвания, надвисналите натоварвания, вибрациите и потенциалните условия на удар. Приложения, изискващи по-голяма устойчивост на деформация, като цяло ще оправдаят по-високо предварително натоварване, докато високоскоростните системи и системите с леко натоварване могат да предпочетат по-ниско предварително натоварване.
02
Стъпка 3 Проверете триенето и експлоатационния живот
След като изберете предварително натоварване, проверете дали полученото съпротивление при движение остава съвместимо с двигателя и задвижващата система. Действителното работно натоварване и предварителното натоварване също трябва да бъдат включени, когато се оценява очакваният експлоатационен живот, вместо да се разчита само на основния номинален товар на ръководството.
03
Стъпка 4 Проверете условията за инсталиране
Накрая проверете плоскостта на монтажната повърхност, подравняването на релсите, успоредността, структурната твърдост и работната температура. Факторите на околната среда също могат да повлияят на стабилността на предварително натоварване, особено когато температурните промени причиняват промени в размерите на водача и структурата на машината.
За инженери, които трябва да съпоставят тези фактори с конкретно приложение,JSMпредоставя опции за линейни водачи, покриващи миниатюрни, нископрофилни, въглеродна стомана, неръждаема стомана, ролкови и тежкотоварни конфигурации, поддържайки избор според натоварването, прецизността и работните условия.
04
Заключение
Най-добрият линеен водач не е най-точният или силно предварително зареден вариант, а този, чиято точност и предварително затягане съответстват на действителното позициониране на машината, натоварването, твърдостта, триенето и изискванията за експлоатационен живот. Като вземат предвид тези фактори заедно с условията на монтаж, инженерите могат да постигнат надеждна производителност на движение без ненужни спецификации или разходи. За насоки за конкретно приложение,свържете се с JSMза препоръка за линеен водач, съобразена с вашите изисквания за точност, предварително натоварване и работа.
