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デュアルガイドレール

デュアルガイドレールの形状に関する詳細。

直線ガイドシステムは、ガイドレール、スライド、ウェイなどで構成されます。業界では、プロファイルレール、引き出しスライド、リニアベアリング、ガイドホイール、プレーンベアリングなど、いくつかの基本的なタイプに分類されています。一般的な構成は、レールまたはシャフト、キャリッジ、ランナーブロックからなります。また、接触方式(スライド式または転がり式)によっても区別できます。

ローリングガイドの主な機能は、機械内の摩擦を低減することです。これらは、高度な半導体製造装置から大型工作機械、建設機械まで、さまざまな用途で使用されています。

高精度な位置決めが求められる半導体製造装置や検査装置は、リニアガイドの優れた応用例です。切削加工用工作機械の場合、送り速度の上昇に伴う温度上昇や耐久性の問題に対処するため、滑り接触式リニアモーションベアリングの代わりにリニアガイドが使用されます。

プロファイルレールの代表的な用途は、耐荷重性、剛性、精度が極めて重要な工作機械業界です。一方、CTスキャン、MRI、X線装置などの医療機器では、角型レールがより一般的です。

一方、丸型レールにはいくつかの利点があり、その一つは、平面度誤差が150μm/mを超えるような、完璧とは言えない表面に取り付けた場合でもスムーズに走行できることである。

汚染が許容されないクリーンルームや食品加工用途では、転動体を使用するリニアガイド(およびプレーンベアリングシステム)は、潤滑が必要となるため不向きです。

極めて高い精度と正確さが求められる用途では、最高の精度を実現するために流体浮動式ベアリングが使用されます。これらは、レールとキャリッジの間に高圧流体を使用する静圧式または空気静圧式ベアリングです。他の直線軸受に比べて高価で製造も困難ですが、最高の精度と正確さを実現します。

直線運動用ローリングガイドを選択する際の重要な考慮事項には、荷重(静的荷重と外力荷重の両方)、ストロークと速度、要求される精度と正確性、および必要な寿命が含まれます。用途によっては、予圧が必要になる場合もあります。潤滑も重要な考慮事項であり、ベローズや特殊シールを使用して、粉塵などの環境要因による直線ガイドシステムの汚染を最小限に抑える方法も同様に重要です。

リニアガイドレールとベアリングは、高い剛性と優れた移動精度を提供します。下方、上方、および横方向の荷重を支えるだけでなく、オーバーハング荷重やモーメント荷重にも耐えることができます。もちろん、リニアレールとベアリングのシステムが大きいほど、モーメント容量は大きくなりますが、ベアリング軌道の配置(面対面か背中合わせか)も、支えられるオーバーハング荷重の量に影響を与えます。

面と面を合わせる配置(X配置とも呼ばれる)は、あらゆる方向への荷重容量が均等である一方、片持ち荷重が作用するモーメントアームが短くなるため、モーメント荷重容量が低下します。背中合わせの配置(O配置とも呼ばれる)は、モーメントアームが長くなり、より高いモーメント荷重容量が得られます。

しかし、背中合わせの配置であっても、リニアガイドは軌道間の距離が比較的短い(実質的にレールの幅と等しい)ため、Y方向にオーバーハングした荷重によって発生するロールモーメントを処理する能力が制限されます。この制限を克服するために、2本のレールを並列に配置し、各レールに1つまたは2つのベアリングを配置することで、ロールモーメントを各ベアリングブロックにかかる力に分解することができます。リニアベアリングはモーメント(特にロールモーメント)よりも力に対する容量がはるかに大きいため、ベアリングの寿命を大幅に延ばすことができます。デュアルガイドレールを使用し、モーメントを力に分解することによるもう1つの利点は、リニアベアリングは一般的に、モーメント荷重よりも純粋な力の下でたわみが少ないことです。

多くのリニアアクチュエータの設計では、2本のレールが平行に配置され、その間に駆動機構(ベルト、スクリュー、またはリニアモーター)が組み込まれています。駆動部をガイドレールの中央に配置することは必須ではありませんが、そうすることで全てのベアリングに均等な負荷がかかり、コギング(各レールとベアリングセットにかかる駆動力の不均一性)を低減できます。また、この配置によりアクチュエータの高さが抑えられ、2本のガイドレールによって高い負荷容量とモーメント容量が確保されるため、比較的コンパクトな設計となります。


投稿日時:2022年4月11日
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