Úvod
Výberlineárne vedenienie je len otázkou výberu najvyššej triedy presnosti alebo najsilnejšieho dostupného predpätia. Inžinieri, ktorí nadmerne špecifikujú ktorýkoľvek parameter, môžu zvýšiť obstarávacie náklady, zaťaženie motora, trenie a tvorbu tepla bez toho, aby zlepšili skutočný výkon stroja. Naopak, nedostatočná presnosť alebo predpätie môže viesť k chybám polohovania, nadmernému vychýleniu, vibráciám a zníženiu životnosti. Správny prístup je zosúladiť triedu presnosti lineárneho vedenia a predpätie lineárneho vedenia so skutočným pohybom, zaťažením, tuhosťou a prevádzkovými požiadavkami stroja.
Ako by mali kupujúci prispôsobiť triedu presnosti aplikácii
Vhodná trieda presnosti by mala byť určená skutočným umiestnením stroja a požiadavkami na opakovateľnosť, a nie výberom najvyššej dostupnej triedy. Inžinieri by mali najprv definovať požadovanú presnosť pohybu, potom zvážiť prevádzkovú rýchlosť, vonkajšie zaťaženie, vibrácie a štruktúru stroja, aby určili, či je potrebná vyššia trieda.
Pred špecifikovaním vysoko presného sprievodcu by sa mala overiť aj schopnosť inštalácie. Ak je montážna plocha nerovná alebo nosná konštrukcia nemá dostatočnú geometrickú presnosť, inštalácia môže spôsobiť deformáciu koľajnice a znížiť praktický prínos vyššej triedy presnosti.
Ako predpätie lineárneho vedenia ovplyvňuje tuhosť a trenie
Správna úroveň predpätia určuje, ako efektívne môže lineárne vedenie zvýšiť tuhosť bez vytvárania zbytočného jazdného odporu.
Čo v skutočnosti robí predbežné načítanie
Predpätie riadi vnútorný vzťah medzi valivými prvkami a obežnými dráhami, aby sa zmenšila alebo eliminovala vnútorná vôľa. Použitím vhodného predpätia môže vozík odolávať vonkajším zaťaženiam s menším vnútorným pohybom, čím sa zlepšuje tuhosť, stabilita pohybu a odolnosť voči posunu pri zaťažení.
Predbežné načítanie však nie je jednoduché zvýšenie výkonu. Zvýšenie predpätia vo všeobecnosti zvyšuje prítlačnú silu vo vnútri vedenia, čím sa zvyšuje aj jazdný odpor. To môže ovplyvniť požadovanú hnaciu silu, zaťaženie motora, nárast teploty a v konečnom dôsledku životnosť, ak je predpätie pre danú aplikáciu nadmerné.
Kompromis za predpätím
Predpätie predstavuje kompromis medzi tuhosťou a jazdným odporom. Keď sa predpätie zvyšuje, vedenie vo všeobecnosti poskytuje väčšiu tuhosť a odolnosť voči vonkajšiemu posunu, ale zvyšuje sa aj trenie a potrebná hnacia sila.
Vyššie predpätie → Vyššia tuhosť → Vyššie trenie → Vyššia požiadavka na hnaciu silu
Preto by vhodné predpätie malo byť založené na skutočnom zaťažení stroja, rýchlosti, tuhosti a kapacite pohonu, a nie na jednoduchom výbere najvyššej úrovne.
Ako by sa malo zvoliť predpätie pre rôzne zaťaženia
Predpätie by malo zodpovedať zaťaženiu aplikácie, rýchlosti, tuhosti a hnacej sile
požiadavky, a nie len podľa požadovanej tuhosti.
Ľahké predpätie / Vôľa k ľahkému predpätiu
Konfigurácie s ľahkým predpätím alebo s takmer nulovou vôľou uprednostňujú nízke trenie a hladký pohyb. Sú vhodné pre vysokorýchlostné aplikácie s nízkou záťažou, kde je minimalizácia odporu pohonu dôležitejšia ako dosiahnutie maximálnej tuhosti. Typické príklady zahŕňajú miniatúrne automatizačné zariadenia, výrobné systémy 3C, lekárske vybavenie a ľahké XY stupne.
Táto konfigurácia môže byť tiež výhodná, keď má hnací systém obmedzenú dostupnú silu alebo keď sú energetická účinnosť a plynulý pohyb dôležitými konštrukčnými faktormi.
Stredné predpätie
Stredné predpätie poskytuje praktickú rovnováhu medzi tuhosťou a jazdným odporom. Často je vhodný pre všeobecnú priemyselnú automatizáciu, stredne zaťažené stroje, robotické systémy a portálové mechanizmy, kde vedenie potrebuje odolávať miernym vonkajším silám bez vytvárania nadmerného trenia.
Pre mnohé priemyselné aplikácie poskytuje táto vyvážená konfigurácia dostatočnú tuhosť pri zachovaní primeranej prevádzkovej účinnosti.
Veľké predpätie
Veľké predpätie je určené pre aplikácie, ktoré vyžadujú väčšiu tuhosť a odolnosť voči vibráciám, nárazom alebo momentovým zaťaženiam. Z tejto konfigurácie môžu ťažiť CNC obrábacie osi, vysokovýkonné spracovateľské zariadenia a stroje vystavené značnému reznému alebo nárazovému zaťaženiu.
Veľké predpätie by však malo byť odôvodnené skutočnými požiadavkami na zaťaženie a tuhosť. Pretože väčšie predpätie zvyšuje vnútorné kontaktné sily a jazdný odpor, inžinieri by mali zohľadniť jeho účinok pri hodnotení kapacity motora, tvorby tepla a životnosti.
Prečo by sa presnosť a predpätie mali vyberať spoločne
Trieda presnosti a riadenie predpätia rôzne aspekty výkonu lineárneho vedenia, ale musia byť zosúladené ako koordinovaná kombinácia. Trieda presnosti určuje geometrickú presnosť vedenia, zatiaľ čo predpätie riadi vnútornú vôľu a prispieva k tuhosti, vďaka čomu je zvolené predpätie viac závislé od geometrickej presnosti vedenia akvalita inštalácie.
Cieľom je vytvoriť kompatibilnú kombináciu presnosti, predpätia, nosnosti a kvality inštalácie tak, aby vedenie mohlo poskytovať požadovaný pohybový výkon bez zbytočných špecifikácií.
Proces kontroly kvality
4-krokový pracovný postup na výber presnosti lineárneho vedenia a predpätia
Krok 1 Definujte požiadavku na presnosť
Identifikujte požadovanú presnosť polohovania stroja, opakovateľnosť a paralelnosť chodu. Použite tieto požiadavky na stanovenie minimálnej praktickej triedy presnosti namiesto toho, aby ste začali s najvyššou triedou.
01
Krok 2 Vyhodnoťte zaťaženie a tuhosť
Vypočítajte statické a dynamické zaťaženie, momentové zaťaženie, priečne zaťaženie, vibrácie a potenciálne podmienky nárazu. Aplikácie vyžadujúce väčšiu odolnosť voči deformácii budú vo všeobecnosti odôvodňovať vyššie predpätie, zatiaľ čo vysokorýchlostné systémy a systémy s nízkym zaťažením môžu uprednostňovať nižšie predpätie.
02
Krok 3 Skontrolujte trenie a životnosť
Po výbere predbežného predpätia skontrolujte, či výsledný jazdný odpor zostáva kompatibilný s motorom a systémom pohonu. Skutočné prevádzkové zaťaženie a predpätie by sa tiež malo zahrnúť do hodnotenia očakávanej životnosti, a nie spoliehať sa len na základnú hodnotu zaťaženia sprievodcu.
03
Krok 4 Overte podmienky inštalácie
Nakoniec skontrolujte rovinnosť montážneho povrchu, zarovnanie koľajníc, rovnobežnosť, tuhosť konštrukcie a prevádzkovú teplotu. Stabilita predpätia môžu ovplyvniť aj faktory prostredia, najmä keď zmeny teploty spôsobujú rozmerové odchýlky v konštrukcii vedenia a stroja.
Pre inžinierov, ktorí potrebujú zosúladiť tieto faktory s konkrétnou aplikáciou,JSMposkytuje možnosti lineárneho vedenia pokrývajúce miniatúrne, nízkoprofilové, uhlíkové ocele, nehrdzavejúce ocele, valčekové a vysokovýkonné konfigurácie, podporujúce výber podľa zaťaženia, presnosti a prevádzkových podmienok.
04
Záver
Najlepšie lineárne vedenie nie je najpresnejšie alebo silne predpäté, ale také, ktorého presnosť a predpätie zodpovedá skutočným požiadavkám stroja na umiestnenie, zaťaženie, tuhosť, trenie a životnosť. Zohľadnením týchto faktorov spolu s podmienkami inštalácie môžu inžinieri dosiahnuť spoľahlivý výkon pohybu bez zbytočných špecifikácií alebo nákladov. Pokyny pre konkrétnu aplikáciu,kontaktujte JSMpre odporúčanie lineárneho vedenia prispôsobené vašej presnosti, predpätiu a prevádzkovým požiadavkám.
