L'approccio migliore per specificare e dimensionare le rotaie lineari è definire prima i parametri più critici dell'applicazione; restringere le scelte in base a questi requisiti; e quindi applicare le variabili critiche per effettuare la selezione finale della rotaia lineare.

Prima le basi:Le guide di guida lineari, le guide e le vetrini sono sistemi meccanici composti da binari e cuscinetti che supportano e muovono carichi fisici lungo un percorso lineare con un basso coefficiente di attrito. Di solito sono classificati come elementi di rotolamento o tipi di boccola in piano. Poiché molte forme e dimensioni sono disponibili da vari produttori progettati per soddisfare specifiche esigenze di ingegneria, la tua applicazione unica determina l'elenco dei parametri critici che dovresti considerare e il loro ordine di importanza.

I tipi più comuni di guide e cuscinetti includono binari profilati (quadrati) con blocchi di cuscinetti a sfera a ricircolo, guide per cuscinetti a rulli e binari rotondi con boccole a sfera a ricircolo o boccole piane. Applicazioni di saldatura profilati che richiedono una rigidità e precisione eccezionali, ad esempio nelle teste di macchine utensili e nei movimenti del circuito di precisione. I sistemi di cuscinetti a rulli sono destinati a una gamma più ampia di applicazioni come il sollevamento e il trasferimento di parti o applicazioni di pick-and-place.

Per selezionare quale delle rotaie funziona meglio per un'applicazione, prima analizzare le esigenze specifiche del sistema. Successivamente, comprendere i requisiti del cliente o le linee guida del programma, che includono il numero di assi, la ripetibilità, la tolleranza e l'accuratezza necessarie per ottenere il risultato finale. Infine, considera la contaminazione ambientale, come polvere, acqua, fibre e altre sostanze.

Per qualsiasi sistema, l'ambiente operativo determina il tipo di cuscinetti che devono essere selezionati. Ad esempio, gli ambienti sporchi possono contaminare l'assemblaggio e interferire con il corretto funzionamento dei percorsi della sfera di ricruppamento. La contaminazione è più gestibile nei sistemi a rulli perché gli elementi di rotolamento sono generalmente più grandi. I cuscinetti piane si adattano alle applicazioni in cui la lubrificazione del contatto superficiale non è raccomandata o non può essere esposta all'ambiente come in alcuni laboratori di ricerca o impianti di produzione di chip in silicio.

Dopo aver selezionato un sistema, assemblare i parametri per dimenticarlo correttamente. Per ogni movimento in un sistema guida lineare, considerare i seguenti parametri: corsa, carico, velocità, ciclo di lavoro, area di montaggio e orientamento di montaggio.

Dimensioni il sistema di guida lineare

Il carico statico è costituito dal peso della sella, del dispositivo del nido, del payload e dei cuscinetti. Se 40,0 libbre sono centrati orizzontalmente/a poppa e da sinistra a destra in un tipico binario doppio e quattro set di carrelli, ciascuno dei blocchi di cuscinetti verrebbe caricato staticamente a 10,0 libbre.

Le diapositive sono disponibili in due tipi di base: sella e cantilever. La slitta a sella standard a base orizzontale utilizza una sella o un blocco che si sposta tra due blocchi di estremità fissa. Con lo scivolo a sbalzo, il corpo principale e il cilindro rimangono statici, mentre la piastra dello strumento si estende e si ritrae. Esiste una seconda applicazione a sbalzo quando si spostano si carica verticalmente. Con una binario e due carrozze, entrambe le carrozze del cuscinetto possono essere caricate equamente in direzione radiale. Per dimensionare il cuscinetto o il trasporto, il carico totale per il cursore più stressato staticamente è in genere impostato come scenario peggiore.

Quando size i cuscinetti, organizza il parametro di carico e la sua distanza dal centro di gravità (CG) o dal centro di massa. Il carico si riferisce al peso o alla forza applicata al sistema, che include sia il caricamento statico che dinamico. Il carico statico comprende il peso della sella, dell'apparecchiatura del nido, del payload e dei cuscinetti. Il caricamento dinamico (o cinetico) deve tenere conto dei carichi applicati mentre interagiscono con la sella carina di cuscinetti. Normalmente questo carico pongherebbe un requisito torsionale sui cuscinetti. Il CG per la sella fornisce un singolo valore di carico a una certa distanza dai centri di cuscinetti.

Questi valori dinamici e i valori di caricamento statico possono quindi essere organizzati come radiali (Corad), assiale (coassiale), coppia sull'asse "x" (MX), coppia sull'asse "y" (MY) e coppia sull'asse "z" (MZ). Le variabili possono quindi essere utilizzate nella maggior parte dell'applicazione di dimensionamento del cuscinetto per selezionare la dimensione appropriata del carrello. I valori di caricamento sono normalmente presentati in LB o newton (N) staticamente e in.-lb o newton metri (NM) per il caricamento dinamico.

Il centro dei singoli carichi è una distanza relativa dal centro del sistema guida o dei centri di cuscinetti, la massa totale ha una distanza CG dalle guide di guida di 1,5 pollici (60 in.-lb/40 lb). I cuscinetti dovrebbero gestire un carico di coppia di 60 in.-lb, soprattutto perché la sella è accelerata o decelerata rapidamente.

Velocità:La velocità è fondamentale da considerare perché i carichi applicati influiscono sul sistema in modo diverso durante l'accelerazione e la decelerazione rispetto al movimento a una velocità costante. La velocità è in genere fornita come in./s o l'equivalente metrica in m/s. Fattori come il tipo di profilo di mossa, determina l'accelerazione necessaria per raggiungere la velocità o il tempo di ciclo desiderati. Il carico accelera rapidamente in un profilo di mossa trapezoidale, quindi si muove a una velocità costante prima di rallentare. Un profilo di mossa triangolare, tuttavia, accelera e decelera rapidamente. Inoltre, quando si calcola la velocità dell'applicazione, considera la velocità massima di movimento, nonché l'accelerazione e la decelerazione necessarie per ottenere i tempi complessivi per un movimento.

Duty Cycle:Il parametro del ciclo di lavoro deve considerare l'intero movimento della sella attraverso un ciclo completo, che è spesso due volte la corsa più operazioni inattivi in ​​un tempo desiderato. La corsa dell'applicazione è la lunghezza del movimento complessivo completo in una direzione lungo un percorso lineare. In genere, il parametro del ciclo di lavoro è organizzato come numero di cicli richiesti al minuto.

Area di montaggio:L'area di montaggio per i cuscinetti della guida e della sella aiuta a determinare la lunghezza complessiva (OAL) e la separazione della rotaia del sistema di orientamento. Nella maggior parte delle applicazioni, è meglio considerare l'impronta più ampia possibile per far funzionare i cuscinetti. A meno che non si utilizzino cuscinetti lineari telescopici, che agiscono in modo simile alle semplici diapositive del cassetto, l'Oal della guida guida deve includere la corsa del movimento lineare e l'impronta del cuscinetto.

L'area di montaggio deve anche tenere conto del substrato o del sistema di inquadratura per tenere la guida. L'impronta del cuscinetto è la distanza dalla parte anteriore di un carrello alla parte posteriore del carrello più lontano lungo una guida lineare. Molti alberi profilati devono essere montati su superfici completamente lavorate e di terra per soddisfare correttamente i requisiti del programma per la precisione. Altri progetti possono essere applicati direttamente all'alluminio strutturale o all'inquadratura tubolare senza perdere la capacità o la rigidità.

Orientamento:L'orientamento di montaggio dei modi è fondamentale per impostare il parametro di caricamento perché la sella potrebbe muoversi orizzontalmente, verticalmente, lungo un montaggio a parete o persino in una posizione invertita. Per le migliori prestazioni, gestire il caricamento dell'applicazione con la parte più forte del sistema di cuscinetti. Ad esempio, il dispositivo di scorrimento radiale portante deve essere orientato a trasportare il carico radialmente, non assialmente.

Ora fai una selezione di guide lineare

Questo è un esempio di un'applicazione contenente un ambiente standard contaminato dalla polvere leggera che richiede una ripetibilità media. A causa di questi due fattori, viene selezionato un sistema di cuscinetti a base di rulli precaricato in esecuzione su piste di acciaio indurite. La velocità è rapida e la vita più lunga può essere raggiunta senza dover spingere i livelli massimi di capacità.

Generalmente, per un 1 in. Guida, cuscinetti aerei non devono superare il 20 pollici di 20 pollici, ri-circolare i sistemi a sfere 80 pollici e rulli per circa 200 pollici/s. Per ottenere l'intero ictus di 118 pollici in 3 s, accelereremo e decelereremo 6 pollici in 0,5 s ciascuno. Ciò consentirebbe a 106 pollici di ictus e 2 s di raggiungere i tempi di destinazione. Ciascuna delle guide deve essere lunga almeno 162 pollici, perché la corsa è di 118 pollici. E la lunghezza della sella è di 44 pollici. Nella dimensione che corre lungo la guida. A volte è utile consentire un pollice o due extra su ciascuna estremità della corsa per interruttori di limite, ammortizzatori o sensori.

Ciascuno dei cuscinetti sarà equamente caricato a 100 libbre, perché i cuscinetti sono montati in ogni angolo della sella e il centro di gravità della massa è centrato in ansia e da sinistra a destra. Ciascuna delle carrelli del cuscinetto è in grado di gestire 500 libbre di carico radiale massimo, quindi una vita adeguata viene calcolata qui perché i cuscinetti vengono caricati entro il 20-50% di capacità totale.