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リニアロボットガントリーシステム

あらゆるモーションシステムにおいて、ベアリングの寿命を決定し、たわみを解析するためには、加わる荷重と結果として生じる荷重の種類と方向を理解することが重要です。直線運動システムでは、通常、直交座標(X、Y、Z)を使用して荷重の位置と方向を定義します。しかし、ねじ、ラックアンドピニオン駆動装置、ベルトとプーリーシステムなどの回転部品の場合、荷重は通常、軸方向または半径方向として記述されます。これらの用語は、回転ベアリング技術から採用されたものです。これらの用語は、リニアガイドにかかる荷重を記述するためにも使用されることがありますが、荷重の方向との関係は、メーカーやガイドの種類によって異なる場合があります。

ここでは、ラジアル荷重とアキシャル荷重が直線運動システムにどのように影響するかを見ていき、直線ガイドにかかる荷重を表す際によく使われる用語について説明します。

軸方向荷重:進行方向と平行

回転軸受の用語では、軸方向荷重とは回転軸(X軸)に平行に発生する荷重と定義されており、ねじ、ベルトとプーリーシステム、ラックアンドピニオン駆動装置などの回転直線駆動装置でもこの用語が用いられます。軸方向荷重とは、システムが運動を生み出すために克服しなければならない荷重であり、一般的には推力荷重とも呼ばれます。ボールねじやリードねじ駆動装置では、軸方向荷重によってねじ軸がたわんだり座屈したりすることもあります。

リニアガイドは、その自由度(運動の自由度)がX軸方向のみであるため、軸方向の荷重を支えられないことに注意してください。

半径方向荷重:進行方向に対して垂直な荷重

回転軸受と同様に、直線駆動の用語では、ラジアル荷重とは、運動軸に垂直な方向、すなわちY方向またはZ方向に発生する荷重と定義されます。(なお、3つの直交軸間の角度で発生する荷重は、X、Y、Zのいずれかの方向にのみ発生する成分に分解できます。)

リニア駆動機構は軸方向荷重のみに耐えるように設計されており、半径方向荷重には耐えられないため、通常はY(水平)方向またはZ(垂直)方向の半径方向荷重を支えるリニアガイドと組み合わせて使用​​されます。

リニアガイドの場合、運動軸に垂直に作用する荷重を表す用語は、ガイドの種類や、荷重がY方向かZ方向かによって異なります。例えば、丸軸リニアガイドは回転できるため、一般的には「ラジアル荷重」という用語が用いられます。

プロファイルレールガイド、クロスローラーガイド、アリ溝スライドなどの非回転式リニアガイドの場合、Z軸に沿って発生する半径方向の荷重は、「垂直荷重」、「引張荷重」(Z軸の正方向の場合)、または「圧縮荷重」(Z軸の負方向の場合)と呼ばれることが多い。

Y軸(水平方向、つまり移動方向に対して垂直)に沿って発生する荷重は、「側方荷重」、「横荷重」、または「横断荷重」と呼ばれることがよくあります。リニアガイドはY方向とZ方向の両方の荷重に対応できるように設計されていますが、ベアリングの種類や軌道の配置によっては、方向によって耐荷重が異なる場合があることに注意が必要です。

伸縮ガイドは側面に取り付けられることが多いため、その荷重の命名規則は他のリニアガイドとは異なります。伸縮ガイドの場合、垂直方向に発生するラジアル荷重はガイドの側面に作用します。一方、移動方向と垂直な水平方向に発生するアキシャル荷重は、ガイドの上部に向かって(または上部から離れる方向に)作用します。


投稿日時:2022年3月7日
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