Przewodniki liniowe, znane również jako szynki liniowe, stanowią podstawowe elementy wysokoprzykromowych systemów ruchu liniowego, szeroko stosowanych w urządzeniach automatycznych narzędzi maszynowych i instrumentach precyzyjnych.Ich główną funkcją jest wspieranie ruchomych komponentów i kierowanie ruchem liniowym, jednocześnie opierając się złożonym obciążeniom, w tym momentu obrotowemuOptymalny wybór wymaga kompleksowego uwzględnienia parametrów wydajności typu przewodnika i wymagań instalacyjnych. Poniżej przedstawiono techniczny podział kryteriów krytycznego wyboru.
Na podstawie konstrukcji elementów walcowych i formy konstrukcyjnej główne przewodniki liniowe są klasyfikowane na trzy typy, z których każdy jest odpowiedni do określonych warunków eksploatacyjnych:
- Zalety techniczne:
Mają dokładność pozycjonowania na poziomie mikronów osiągającą ±0,01 mm, co jest idealne dla scenariuszy precyzyjnego pozycjonowania.cecha równa sztywność we wszystkich czterech kierunkach, zdolna do wytrzymania łącznych obciążeń ośnych radialnych i momentu nachyleniaOferują niskie współczynniki tarcia walcowania w zakresie od 0,0015 do 0,002 w celu wspierania ruchu o dużej prędkości przekraczającego 1 m/s.
- Ograniczenia: Koszty są o 30 do 50 procent wyższe niż w przypadku przewodników cylindrycznych, które wymagają regularnej konserwacji smaru.
- Typowe zastosowania: maszyny CNC, urządzenia półprzewodnikowe, maszyny pomiarowe współrzędne.
- Zalety techniczne:
Wprowadzenie konstrukcji z kontaktem linii, zwiększającej pojemność ładunkową o 30 do 50 procent w porównaniu z przewodnikami kulkowymi o tej samej specyfikacji.Działanie przy niskim poziomie hałasu poniżej 65 dB, odpowiednie do środowisk wymagających cichej pracy. Wykorzystuje samoczyszczące się konstrukcje o doskonałej odporności na korozję, zwłaszcza przy użyciu materiałów ze stali nierdzewnej. Pozwala na łatwą wymianę pojedynczych komponentów, zmniejszając koszty utrzymania.
- Ograniczenia: Nieco niższa precyzja niż w przypadku przewodników kulkowych spełniających normę ISO 3408-2 klasy 3, mniej opłacalna w zastosowaniach o lekkim obciążeniu.
- Typowe zastosowania: Linie produkcyjne automatyzacji urządzeń medycznych maszyn przetwórczych żywności.
- Zalety techniczne:
Wyposażone w konstrukcję samoregulowaną z wykorzystaniem łożysk kulistych w celu zrekompensowania błędów równoległości powierzchni montażu w zakresie ≤ 0,5°.Mają prostą strukturę z kosztami jedną trzecią do połowy od kwadratowych przewodnikówKompaktowa instalacja, odpowiednia do układów o ograniczonej powierzchni.
- Ograniczenia: stosowanie nośnika obciążenia w punkcie kontaktowym, które powoduje niższą precyzję z błędem pozycjonowania wynoszącym ± 0,1 mm, odpowiednie tylko do lekkich obciążeń poniżej 50 kg.
- Typowe zastosowania: maszyny do obróbki drewna, sprzęt do obróbki materiałów, proste urządzenia automatyczne.
- Wybierz precyzję przewodnika na podstawie wymogów dotyczących dokładności sprzętu:
W przypadku urządzeń o ogólnej precyzji z błędem pozycjonowania ± 0,1 mm nadają się przewodniki rolkowe lub przewodniki kulkowe o niskiej wydajności spełniające normę klasy ISO 5. W przypadku urządzeń o wysokiej precyzji z błędem pozycjonowania ± 0.Wymagane są kierownice kulkowe o wysokiej precyzji o długości 02 mm powyżej klasy ISO 3.W przypadku scenariuszy o dużej prędkości przekraczających 2 m/s, priorytetem są kierownice rolkowe o niskiej temperaturze lub szyny z otworami do zmniejszenia bezwładności.
- Odwołuj się do dostarczonych przez producenta tabel współczynników bezpieczeństwa dynamicznego obciążenia, które zwykle wymagają współczynnika bezpieczeństwa fs wynoszącego od 1,5 do 2.5:
Najpierw obliczyć rzeczywiste obciążenie, w tym masę sił cięcia ruchomych elementów i połączone siły inercyjne.Następnie zweryfikuje się znamionowe obciążenie dynamiczne Ca, zapewniając, że jest ono nie mniejsze niż iloczyn rzeczywistego obciążenia i współczynnika bezpieczeństwaW scenariuszach o chwilach nachylenia należy wybrać suwaków typu kołnierza lub zwiększyć odległość przewodnika do co najmniej 200 mm w celu zwiększenia sztywności przeciwchylenia.
- Użyj formuły ratingowej trwałości L10: L10 równa się (Ca dzielone przez P) w kwadratie pomnożonym przez 10 ^ 6 mm, gdzie P jest równoważnym obciążeniem dynamicznym skorygowanym pod względem czynników eksploatacyjnych.W trudnych warunkach, w których występuje kurz lub wilgoć, wybierz suwak z uszczelniającymi się ustami zapewniającymi ochronę IP54 lub moduły samopośmierzające, które mogą wydłużyć cykl smarowania o 50 procent.
Klasyfikowane według kształtu przekroju poprzecznego istnieją dwa główne systemy, które muszą być zgodne z wymaganiami instalacji i obciążenia:
- cechy strukturalne:
Mają duży obszar styku pomiędzy suwakem a przewodnikiem zwiększając pojemność ładunkową o 40 procent w porównaniu do przewodników cylindrycznych.Przyjąć czterostronny układ kulkowy lub rolkowy dla ruchu liniowego o wysokiej sztywności. wymagają precyzyjnego wyrównania podczas montażu z tolerancją płaskości ≤ 0,02 mm na metr, często stosowane z śrubami T lub blokami zaciskowymi.
- Typowe scenariusze: Ciężkie urządzenia o wysokiej precyzji, takie jak centra obróbcze i płyty maszyn do formowania wtryskowego.
- cechy strukturalne:
Wykorzystywane w połączeniu z łożyskami liniowymi tolerującymi błędy montażowe z równoległością ≤ 0,1 mm na metr.Brak powierzchni pozycjonowania bocznego wymagających wsparcia ze strony wałów przewodzących z odległością co najmniej jednej trzeciej długości przewodnika. Używać głównie samoczmożnych konstrukcji z cyklami konserwacji przekraczającymi 1000 godzin.
- Typowe scenariusze: lekko obciążone urządzenia dużych prędkości, takie jak linie przenośnikowe produktów 3C i przewodniki medyczne.
Wybór wytycznych liniowych powinien być zgodny z zasadami ilościowego określania parametrów priorytetowych funkcji i dostosowania instalacji:
- Decyzja w sprawie typu: Wybierz prowadnice kulkowe do ciężkich obciążeń oraz prowadnice rolkowe o wysokiej precyzji do dużych prędkości i długiej żywotności oraz prowadnice cylindryczne do ekonomicznych zastosowań o lekkim obciążeniu.
- Validacja parametrów: do ilościowego doboru, zapewniającego spełnienie wymogów technicznych, należy stosować formuły obliczeń obciążenia, formuły żywotności i tabele czynników bezpieczeństwa.
- Dostosowanie konstrukcji: Wybierz przewodniki kwadratowe dla potrzeb wysokiej sztywności i przewodniki okrągłe dla łatwiejszej instalacji.
Dodatkowo należy współpracować z producentami zapewniającymi możliwości testowania pełnego procesu, takie jak raporty precyzyjne i dane z testów żywotności, oraz zarezerwować 15- do 20-procentowy margines projektowania obciążenia.Systematyczny dobór zwiększa dokładność ruchu urządzeń, zmniejsza koszty utrzymania i osiąga optymalną współczynnik kosztów dla systemów ruchu liniowego.