Paras tapa määrittää ja mitoittaa lineaariset kiskot on määrittää sovelluksen kriittisimmät parametrit ensin; kaventaa valintoja näiden vaatimusten perusteella; ja käytä sitten kriittisiä muuttujia lopullisen lineaarisen kiskon valinnan tekemiseksi.

Ensin perusasiat:Lineaariset ohjauskiskot, ohjaimet ja liukumäet ovat mekaanisia järjestelmiä, jotka koostuvat kiskoista ja laakereista, jotka tukevat ja siirtävät fyysisiä kuormia lineaarista reittiä pitkin pienellä kitkakertoimella. Ne luokitellaan yleensä vierintäelementti- tai tasoholkkityypeiksi. Koska eri valmistajilta on saatavana monia muotoja ja kokoja, jotka on suunniteltu tyydyttämään erityisiä suunnittelutarpeita, ainutlaatuinen sovellus määrittää kriittisten parametrien luettelon, joita sinun tulee harkita, sekä niiden tärkeysjärjestyksen.

Yleisimmät ohjauskiskot ja laakerit ovat profiloidut (neliömäiset) kiskot kierrättävillä kuulalaakerilohkoilla, rullalaakereiden ohjauskiskot ja pyöreät kiskot kierrättävillä kuulaholkeilla tai tasoholkeilla. Profiloidut kiskot sopivat sovelluksiin, jotka vaativat poikkeuksellista jäykkyyttä ja tarkkuutta, kuten työstöpäissä ja tarkkuuspiirilevyliikkeissä. Rullalaakerijärjestelmät on tarkoitettu laajempiin sovelluksiin, kuten osien nostamiseen ja siirtämiseen tai pick-and-place -sovelluksiin.

Analysoi ensin järjestelmän erityistarpeet valitaksesi, mikä kiskoista toimii parhaiten sovelluksessa. Ymmärrä seuraavaksi asiakkaan vaatimukset tai ohjelmaohjeet, jotka sisältävät lopputuloksen saavuttamiseksi tarvittavan akselien määrän, toistettavuuden, toleranssin ja tarkkuuden. Lopuksi ota huomioon ympäristön saastuminen, kuten pöly, vesi, kuidut ja muut aineet.

Minkä tahansa järjestelmän kohdalla käyttöympäristö määrää, minkä tyyppiset laakerit on valittava. Esimerkiksi likaiset ympäristöt voivat saastuttaa kokoonpanon ja häiritä kierrättävien palloratojen asianmukaista toimintaa. Rullajärjestelmissä kontaminaatio on paremmin hallittavissa, koska vierintäelementit ovat yleensä suurempia. Tasolaakerit sopivat sovelluksiin, joissa pintakosketusvoitelua ei suositella tai niitä ei voida altistaa ympäristölle, kuten tietyissä tutkimuslaboratorioissa tai piisirujen valmistuslaitoksissa.

Kun olet valinnut järjestelmän, kokoa parametrit oikean kokoiseksi. Harkitse jokaista lineaarisen ohjausratajärjestelmän liikettä varten seuraavia parametreja: isku, kuorma, nopeus, käyttösuhde, asennusalue ja asennussuunta.

Lineaarisen ohjausjärjestelmän koko

Staattinen kuorma koostuu satulan, pesäkiinnikkeen, hyötykuorman ja laakereiden painosta. Jos 40,0 lb on keskitetty vaakasuoraan eteen/taakse ja vasemmalta oikealle tyypillisessä kaksikiskoisessa ja neljässä vaunusarjassa, kutakin laakerilohkoa kuormitetaan staattisesti 10,0 lb:lla.

Liukuja on kahta perustyyppiä: satula ja uloke. Tavallinen, vaakasuuntainen satulaliukumäki käyttää satulaa tai lohkoa, joka liikkuu kahden kiinteän päätykappaleen välillä. Ulokkeen luistin avulla päärunko ja sylinteri pysyvät staattisina, kun taas työkalulevy ulottuu ja vetäytyy sisään. Toinen ulokesovellus on olemassa, kun kuormia siirretään pystysuunnassa. Yhdellä kiskolla ja kahdella vaunulla molempia laakerivaunuja voidaan kuormittaa tasaisesti säteittäissuunnassa. Laakerin tai kelkan mitoitusta varten staattisesti eniten rasitetun liukusäätimen kokonaiskuorma asetetaan tyypillisesti pahimmaksi skenaarioksi.

Kun mitoitat laakereita, järjestä kuormitusparametri ja sen etäisyys painopisteeseen (CG) tai massakeskipisteeseen. Kuormalla tarkoitetaan järjestelmään kohdistettua painoa tai voimaa, joka sisältää sekä staattisen että dynaamisen kuormituksen. Staattinen kuorma koostuu satulan, pesäkiinnikkeen, hyötykuorman ja laakereiden painosta. Dynaamisen (tai kineettisen) kuormituksen on otettava huomioon kohdistuvat kuormat, kun ne ovat vuorovaikutuksessa laakeroidun satulan kanssa. Normaalisti tämä kuorma asettaisi laakereille vääntövaatimuksen. Satulan painopiste antaa yhden kuormitusarvon tietyllä etäisyydellä laakerin keskuksista.

Nämä dynaamiset arvot sekä staattiset kuormitusarvot voidaan sitten järjestää radiaaliseksi (Corad), aksiaaliseksi (Coax), vääntömomentiksi "X"-akselin ympärillä (Mx), vääntömomentiksi "Y"-akselin ympäri (My) ja vääntömomentiksi "Z":n ympärillä. akseli (Mz). Muuttujia voidaan sitten käyttää useimmissa missä tahansa laakerin mitoitussovelluksessa sopivan vaunukoon valitsemiseksi. Kuormitusarvot esitetään tavallisesti staattisesti lb- tai newtoneina (N) ja dynaamista kuormitusta varten lb- tai newtonmetreinä (Nm).

Yksittäisten kuormien keskipisteet ovat suhteellisella etäisyydellä ohjauskiskon tai laakereiden keskipisteistä, kokonaismassan CG-etäisyys ohjauskiskoihin on 1,5 tuumaa (60 in.-lb/40 lb). Laakereiden tulee kestää 60 tuuman vääntömomentti, varsinkin kun satulaa kiihdytetään tai hidastetaan nopeasti.

Nopeus:Nopeus on kriittinen huomioitava, koska kohdistuvat kuormat vaikuttavat järjestelmään eri tavalla kiihdytyksen ja hidastumisen aikana verrattuna liikkeeseen vakionopeudella. Nopeus ilmoitetaan tyypillisesti yksiköissä./s tai metrisessä ekvivalentissa m/s. Tekijät, kuten liikeprofiilin tyyppi, määräävät kiihtyvyyden, joka tarvitaan halutun nopeuden tai syklin saavuttamiseksi. Kuorma kiihtyy nopeasti puolisuunnikkaan muotoisessa liikeprofiilissa ja liikkuu sitten vakionopeudella ennen hidastumista. Kolmion muotoinen liikeprofiili kuitenkin kiihtyy ja hidastuu nopeasti. Lisäksi, kun lasket sovelluksen nopeutta, ota huomioon suurin liikenopeus sekä kiihtyvyys ja hidastuvuus, jotka tarvitaan liikkeen kokonaisajoituksen saavuttamiseksi.

Käyttömäärä:Toimintajaksoparametrin on otettava huomioon satulan koko liike koko jakson aikana, joka on useimmiten kaksi kertaa iskun pituus plus tyhjäkäyntitoiminnot halutussa ajassa. Sovelluksen veto on täydellisen kokonaisliikkeen pituus yhteen suuntaan lineaarista reittiä pitkin. Tyypillisesti käyttöjaksoparametri on järjestetty minuuttia kohti vaadittujen jaksojen lukumääräksi.

Asennusalue:Ohjauskiskon ja satulan laakereiden asennusalue auttaa määrittämään ohjausjärjestelmän kokonaispituuden (OAL) ja kiskojen välisen eron. Useimmissa sovelluksissa on parasta harkita mahdollisimman laajaa laakereiden toiminta-alaa. Ellei käytä teleskooppisia lineaarisia laakereita, jotka toimivat samalla tavalla kuin yksinkertaiset laatikon liukukappaleet, ohjauskiskon OAL-arvoon tulee sisältyä lineaariliikkeen iskun ja laakerin jalanjälki.

Asennusalueella on myös otettava huomioon alusta tai kehysjärjestelmä ohjaimen pitämiseksi. Laakerin jalanjälki on etäisyys yhden vaunun etuosasta kauimpana olevan vaunun takaosaan yhtä lineaarista ohjausrataa pitkin. Monet profiloidut akselit on asennettava täysin koneistetuille ja hiottuille pinnoille, jotta ne täyttäisivät oikein ohjelman tarkkuusvaatimukset. Muita malleja voidaan soveltaa suoraan rakenteelliseen alumiini- tai putkirunkoon menettämättä kapasiteettia tai jäykkyyttä.

Suunta:Tapien asennussuunta on kriittinen kuormitusparametrin asettamisen kannalta, koska satula voi liikkua vaakasuunnassa, pystysuunnassa, seinäkiinnitystä pitkin tai jopa ylösalaisin. Parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi hallitse sovelluksen kuormitusta laakerijärjestelmän vahvimmalla osalla. Esimerkiksi säteittäisen kuulalaakerin liukukappaleen tulee olla suunnattu kantamaan kuormaa radiaalisesti, ei aksiaalisesti.

Tee nyt lineaarinen ohjausvalinta

Tämä on esimerkki sovelluksesta, joka sisältää tavallisen kevyen pölyn saastuttaman ympäristön, joka vaatii keskitasoa toistettavuutta. Näiden kahden tekijän vuoksi valitaan esikuormitettu rullalaakerijärjestelmä, joka kulkee karkaistun teräksen kulkureitillä. Nopeus on nopea ja pidempi käyttöikä voidaan saavuttaa ilman, että tarvitsee nostaa maksimikapasiteettitasoja.

Yleensä 1-tuumainen. ohjausrata, tasolaakerit eivät saa ylittää 20 tuumaa/s, kierrätyspallojärjestelmät 80 tuumaa ja rullat noin 200 tuumaa/s. Saavuttaaksemme täyden 118 tuuman iskun 3 sekunnissa, kiihdyttämme ja hidastamme 6 tuumaa 0,5 sekunnissa kumpikin. Tämä sallisi 106 tuuman iskun ja 2 s saavuttaa tavoiteajoituksen. Jokaisen johteen tulee olla vähintään 162 tuumaa pitkä, koska isku on 118 tuumaa ja satulan pituus on 44 tuumaa ohjainta pitkin kulkevassa mitassa. Joskus on hyödyllistä sallia tuuma tai kaksi ylimääräistä iskun kummassakin päässä rajakytkimiä, iskunvaimentimia tai antureita varten.

Kutakin laakerista kuormitetaan yhtä paljon 100 lb:lla, koska laakerit on asennettu satulan jokaiseen kulmaan ja massan painopiste on keskitetty eteen ja vasemmalta oikealle. Jokainen laakerivaunu kestää 500 lb:n maksimikuormituksen, joten tässä lasketaan riittävä käyttöikä, koska laakereita kuormitetaan 20-50 %:n alueella kokonaiskapasiteetista.