Alta efficienza, precisione e rigidità.

Il percorso più breve tra due punti è una linea retta. Ma se stai progettando un sistema di movimento lineare, dovrai considerare il supporto strutturale, le guide, le unità, le foche, la lubrificazione e gli accessori tra i punti A e B.

Sia che tu decida di progettare e costruire il tuo sistema da zero utilizzando parti standard o acquistarne uno che è progettato per te, fare le scelte giuste fin dall'inizio dovrebbe aiutare a mantenere le cose in movimento a lungo termine.

Supporto e guida

Costruire un sistema lineare significa letteralmente iniziare da zero-con un sistema di supporto strutturale. Il componente principale del sistema di supporto è in genere un'estrusione in alluminio.

È possibile disporre della superficie di montaggio dell'estrusione di base e della superficie che la guida lineare supporta per le applicazioni che richiedono un posizionamento accurato. Per una minore precisione, applicazioni di tipo trasporto, ottimizzare le basi per resistere alla flessione sotto carico e prevenire la distorsione durante l'estrusione.

Una base robusta consente al sistema di riposare solo sui supporti finali. Le estrusioni più leggere potrebbero aver bisogno di supporti intermittenti lungo le loro lunghezze.

Le guide si attaccano alla base per facilitare il movimento. I tipi principali sono guide a sfere, guide delle ruote e guide a scorrimento o prisma.

Le guide a sfera portano i payload più pesanti e hanno la massima rigidità. Le loro configurazioni singoli o doppie si muovono con poca attrito. Gli svantaggi sono un costo più elevato e la quantità di rumore che generano.

Le guide delle ruote funzionano fino a 10 m/sec con bassa attrito e alta rigidità. Tuttavia, i carichi di shock possono danneggiarli.

Nelle guide di diapositive, le boccole polimeriche a forma di prisma corrono sulla superficie del profilo. Il polimero li aiuta a muoversi in silenzio e resistere a carichi di shock elevati. Tollerano gli ambienti contaminati da sporco, grinta, polvere, olio e sostanze chimiche, ma funzionano con carichi più lentamente e sotto più leggeri rispetto alle guide a sfere o ruote, come indicato dalla loro valutazione fotovoltaica, dal prodotto della pressione e della velocità che possono tollerare.

Forza trainante

Le unità spostano la carrozza nelle posizioni desiderate. Le tecnologie di azionamento più comuni sono le unità a vite a sfera, le unità di vite e le azionamenti a cinghia.

In una trasmissione a sfera, i cuscinetti a sfera percorrono le scanalature in un albero filettato-la vite a sfera-e ricircola attraverso un dado a sfera. Poiché i cuscinetti condividono il carico, le unità a vite a sfera hanno una capacità di spinta relativamente elevata.

Il risultato è l'accuratezza assoluta, definita come l'errore massimo tra la posizione prevista e effettiva, fino a 0,005 mm. I sistemi con viti a sfera a terra e precaricate sono i più accurati.

I sistemi hanno una capacità di spinta fino a 40 kN e un'alta rigidità. La loro velocità critica è determinata dal diametro della radice della vite, dalla lunghezza non supportata e dalla configurazione di supporto finale. Con un nuovo supporto a vite, le unità a vite possono viaggiare fino a 12 m e accettare velocità di ingresso da 3000 giri / min. Le unità a vite a sfera forniscono un'efficienza meccanica del 90%, quindi il loro costo più elevato è spesso compensato da requisiti di potenza inferiori.

Le unità a cinghia funzionano in applicazioni di trasporto ad alto rendimento con velocità fino a 10 m/sec e accelerazione fino a 40 m/sec2.

Lubrificazione e sigilli per dispositivi lineari

La maggior parte dei sistemi di guida e dei sistemi di guida richiedono lubrificazione. È possibile semplificare la futura manutenzione preventiva garantendo un facile accesso ai raccordi di lubrificazione. Ad esempio, i raccordi Zerk installati sul carrello possono alimentare una rete di lubrificazione che serve sia la vite a sfera che il sistema di carico lineare durante l'installazione e a intervalli di manutenzione periodica.

Le guide del prisma sono esenti da manutenzione. Il materiale polimerico della diapositiva ha una lubrificità intrinseca e i tergicristalli di feltro lubrificati replicano il lubrificante ogni corsa.

Le foche mantengono il lubrificante e i contaminanti. Un tipo è le guarnizioni a strisce magnetiche: bande magnetiche in acciaio inossidabile che si estendono da un'estremità del canale all'altra. Le bande sono fissate ai tappi terminali e carichi a molla per mantenere la tensione. Corre attraverso una cavità nella carrozza, quindi la striscia viene sollevata dai magneti poco più avanti e dietro il carrello mentre attraversa il sistema.

Una tecnologia di tenuta alternativa, fasce di copertura in plastica, utilizza strisce di gomma conformi che si intrecciano con l'estrusione di base, come una borsa per congelatore a zip. I profili della lingua di accoppiamento e della grove creano un sigillo labirinto che tiene fuori i particolati.

Un'altra considerazione è come monterai il tuo motore. Un alloggiamento e un accoppiamento del motore devono accoppiarsi con la dimensione del bullone e il diametro del cerchio del bullone sulla flangia del motore, sul diametro del pilota del motore e sul diametro dell'albero del motore e sulla lunghezza.

Molti motori hanno dimensioni che soddisfano gli standard NEMA, ma altri sono specifici del produttore e del modello. In entrambi i casi, i supporti per motori flessibili lavorati da spazi vuoti comuni rendono facile montare a quasi tutti i motori con allineamento garantito.

Mescolare e abbinare

Non tutte le combinazioni di unità e guide hanno senso. In applicazioni pratiche, è più probabile che tu veda le viti da piombo che guidano la palla o le guide di diapositive; viti a sfera accoppiate con guide a sfera o scivolo; e cinture che guidano palla, scivolamento o guide delle ruote.

Un'azionamento a vite a sfera si combina con una guida a sfera per un movimento ripetibile e un sistema rigido che gestisce forze e momenti alti. Tali sistemi funzionano bene in applicazioni di posizionamento di precisione con carichi elevati e cicli di servizio elevati, come il carico e lo scarico degli spazi degli ingranaggi su macchine utensili.

Le unità guidate a cinghia e guidate da palla sono per applicazioni ad alta velocità ad alta accelerazione con carichi di utili intenti e carichi di alto momento. Queste unità funzionano su basi che attraversano un divario e sono supportate alle estremità o in modo intermittente. Palletizzare le lattine è un'applicazione.

I sistemi lineari guidati dalla cinghia e guidati da una cinghia sono unità a basso costo che sono silenziose e richiedono poca manutenzione. Lavorano a velocità e accelerazioni moderate ma eccellono nella gestione dei carichi di impatto. L'aggiunta di una banda di copertura magnetica rende questo tipo di sistema adatto per ambienti con un alto contenuto di particolato e requisiti di lavaggio come il trattamento con spray in lamiera.

Poiché le guide delle ruote richiedono meno manutenzione rispetto alle guide a sfere, ma più che scivoli, le ruote guidate dalle cinture sono un'altra opzione a basso costo, a basso rumore, a bassa manutenzione. Questi sistemi ottengono velocità e accelerazioni lineari elevate e si trovano spesso nelle imballaggi e nelle macchine di riempimento.