선형 레일을 지정하고 크기를 조정하는 가장 좋은 방법은 애플리케이션의 가장 중요한 매개변수를 먼저 정의하는 것입니다. 이러한 요구 사항을 기반으로 선택 범위를 좁힙니다. 그런 다음 중요한 변수를 적용하여 최종 선형 레일을 선택합니다.

먼저 기본사항:선형 가이드 레일, 가이드웨이 및 슬라이드는 낮은 마찰 계수로 선형 경로를 따라 물리적 하중을 지지하고 이동시키는 레일과 베어링으로 ​​구성된 기계 시스템입니다. 일반적으로 전동체 또는 평면 부싱 유형으로 분류됩니다. 특정 엔지니어링 요구 사항을 충족하도록 설계된 다양한 제조업체에서 다양한 모양과 크기를 사용할 수 있으므로 고유한 응용 프로그램에 따라 고려해야 할 주요 매개변수 목록과 중요도가 결정됩니다.

가장 일반적인 유형의 가이드웨이 및 베어링에는 재순환 볼 베어링 블록이 있는 프로파일(사각형) 레일, 롤러 베어링용 가이드웨이, 재순환 볼 부싱 또는 평면 부싱이 있는 원형 레일이 포함됩니다. 프로파일 레일은 기계 공구 헤드 및 정밀 회로 기판 이동과 같이 탁월한 강성과 정밀도가 요구되는 응용 분야에 적합합니다. 롤러 베어링 시스템은 부품 리프팅 및 운반, 픽 앤 플레이스 애플리케이션과 같은 광범위한 애플리케이션을 위해 고안되었습니다.

애플리케이션에 가장 적합한 레일을 선택하려면 먼저 시스템의 특정 요구 사항을 분석하십시오. 다음으로, 최종 결과를 달성하는 데 필요한 축 수, 반복성, 공차 및 정확도를 포함하는 고객의 요구 사항 또는 프로그램 지침을 이해합니다. 마지막으로 먼지, 물, 섬유 및 기타 물질과 같은 환경 오염을 고려하십시오.

모든 시스템에서 작동 환경에 따라 선택해야 하는 베어링 유형이 결정됩니다. 예를 들어, 더러운 환경은 어셈블리를 오염시키고 볼 경로 재순환의 적절한 기능을 방해할 수 있습니다. 롤링 요소가 일반적으로 더 크기 때문에 롤러 시스템에서는 오염을 더 쉽게 관리할 수 있습니다. 평면 베어링은 표면 접촉 윤활이 권장되지 않거나 특정 연구 실험실이나 실리콘 칩 제조 시설과 같은 환경에 노출될 수 없는 응용 분야에 적합합니다.

시스템을 선택한 후 매개변수를 조합하여 크기를 적절하게 조정합니다. 선형 가이드웨이 시스템의 각 이동에 대해 스트로크, 하중, 속도, 듀티 사이클, 장착 영역 및 장착 방향과 같은 매개변수를 고려하십시오.

선형 가이드 시스템 크기 조정

정적 하중은 안장, 둥지 고정 장치, 탑재량 및 베어링의 무게로 구성됩니다. 일반적인 이중 레일과 4개의 캐리지 세트에서 40.0lb가 수평으로 앞뒤 및 왼쪽에서 오른쪽으로 중앙에 위치하는 경우 각 베어링 블록은 10.0lb에서 정적으로 하중을 받게 됩니다.

슬라이드는 새들과 캔틸레버의 두 가지 기본 유형으로 제공됩니다. 표준 수평 기반 새들 슬라이드는 두 개의 고정 엔드 블록 사이를 이동하는 새들 또는 블록을 사용합니다. 캔틸레버 슬라이드를 사용하면 본체와 실린더가 고정된 상태로 유지되고 공구 플레이트는 확장 및 축소됩니다. 두 번째 캔틸레버식 적용은 하중을 수직으로 이동할 때 존재합니다. 레일 1개와 캐리지 2개를 사용하면 두 베어링 캐리지 모두 반경 방향으로 동일하게 하중을 받을 수 있습니다. 베어링이나 캐리지의 크기를 결정하기 위해 정적으로 가장 큰 응력을 받는 슬라이더의 총 하중은 일반적으로 최악의 시나리오로 설정됩니다.

베어링 크기를 조정할 때 하중 매개변수와 무게 중심(CG) 또는 질량 중심까지의 거리를 구성합니다. 하중은 시스템에 가해지는 무게 또는 힘을 의미하며 정적 하중과 동적 하중을 모두 포함합니다. 정적 하중은 안장, 둥지 고정 장치, 탑재량 및 베어링의 무게로 구성됩니다. 동적(또는 운동) 하중은 베어링이 탑재된 안장과 상호 작용할 때 적용되는 하중을 설명해야 합니다. 일반적으로 이 하중은 베어링에 비틀림 요구 사항을 적용합니다. 안장의 CG는 베어링 중심에서 어느 정도 떨어진 곳에 단일 하중 값을 제공합니다.

이러한 동적 값과 정적 하중 값은 반경 방향(Corad), 축 방향(Coax), "X" 축에 대한 토크(Mx), "Y" 축에 대한 토크(My) 및 "Z"에 대한 토크로 구성될 수 있습니다. 축(Mz). 그런 다음 대부분의 베어링 크기 조정 응용 프로그램에서 변수를 사용하여 적절한 캐리지 크기를 선택할 수 있습니다. 하중 값은 일반적으로 정적 하중의 경우 lb 또는 뉴턴(N) 단위로 표시되고 동적 하중의 경우 in.-lb 또는 뉴턴 미터(Nm)로 표시됩니다.

개별 하중의 중심은 가이드웨이 시스템 또는 베어링 중심의 중심까지의 상대적 거리이며, 총 질량은 가이드 레일까지의 CG 거리가 1.5인치(60인치-lb/40파운드)입니다. 특히 안장이 빠르게 가속되거나 감속될 때 베어링은 60in.-lb의 토크 부하를 관리해야 합니다.

속도:적용된 하중은 가속 및 감속과 일정한 속도로 움직이는 동안 시스템에 다르게 영향을 미치기 때문에 속도를 고려해야 합니다. 속도는 일반적으로 in./s 또는 m/s 단위의 미터법으로 제공됩니다. 이동 프로필 유형과 같은 요소에 따라 원하는 속도 또는 사이클 시간에 도달하는 데 필요한 가속도가 결정됩니다. 하중은 사다리꼴 이동 프로필에서 빠르게 가속된 다음 속도가 느려지기 전에 일정한 속도로 이동합니다. 그러나 삼각형 이동 프로필은 빠르게 가속 및 감속됩니다. 또한 애플리케이션의 속도를 계산할 때 최고 이동 속도는 물론 이동의 전체 타이밍을 달성하는 데 필요한 가속 및 감속도 고려하세요.

듀티 사이클:듀티 사이클 매개변수는 전체 사이클을 통해 안장의 전체 동작을 고려해야 하며, 이는 대부분 스트로크의 2배에 원하는 시간 동안 유휴 작업을 더한 것입니다. 응용 프로그램의 스트로크는 선형 경로를 따라 한 방향으로 완전히 전체 이동하는 길이입니다. 일반적으로 듀티 사이클 매개변수는 분당 필요한 사이클 수로 구성됩니다.

장착 영역:가이드 레일과 새들 베어링의 장착 영역은 가이드 시스템의 전체 길이(OAL)와 레일 간격을 결정하는 데 도움이 됩니다. 대부분의 응용 분야에서는 베어링 작동에 필요한 가장 넓은 공간을 고려하는 것이 가장 좋습니다. 간단한 서랍 슬라이드와 유사한 방식으로 작동하는 텔레스코픽 선형 베어링을 사용하지 않는 한, 가이드 레일의 OAL에는 베어링 설치 공간뿐만 아니라 선형 이동의 스트로크도 포함되어야 합니다.

장착 영역은 가이드웨이를 고정하기 위한 기판이나 프레임 시스템도 고려해야 합니다. 베어링 설치 공간은 하나의 선형 가이드웨이를 따라 한 캐리지 전면에서 가장 먼 캐리지 후면까지의 거리입니다. 정밀도에 대한 프로그램 요구 사항을 적절하게 충족하려면 많은 프로파일 샤프트를 완전히 가공되고 연마된 표면에 장착해야 합니다. 다른 디자인은 용량이나 강성을 잃지 않고 구조용 알루미늄 또는 관형 프레임에 직접 적용할 수 있습니다.

정위:안장이 벽걸이를 따라 수평, 수직으로 움직일 수 있거나 심지어 거꾸로 된 위치에서도 움직일 수 있기 때문에 궤도의 장착 방향은 로딩 매개변수를 설정하는 데 매우 중요합니다. 최상의 성능을 위해서는 베어링 시스템의 가장 강한 부분으로 애플리케이션의 로딩을 관리하십시오. 예를 들어, 방사형 볼 베어링 슬라이더는 축 방향이 아닌 방사형으로 하중을 전달하도록 방향이 지정되어야 합니다.

이제 선형 가이드를 선택하세요.

이는 중간 수준의 반복성을 요구하는 표준 가벼운 먼지 오염 환경을 포함하는 애플리케이션의 예입니다. 이러한 두 가지 요소 때문에 경화 강철 궤도에서 작동하는 예압 롤러 기반 베어링 시스템이 선택됩니다. 최대 용량 수준을 높이지 않고도 속도가 빠르고 수명이 길어집니다.

일반적으로 1인치의 경우. 가이드웨이, 평면 베어링은 20인치/초, 재순환 볼 시스템은 80인치, 롤러는 약 200인치/초를 초과해서는 안 됩니다. 3초 안에 전체 118인치 스트로크를 달성하기 위해 각각 0.5초 안에 6인치를 가속 및 감속하겠습니다. 이렇게 하면 106인치의 스트로크와 2초가 목표 타이밍에 도달할 수 있습니다. 가이드웨이를 따라 이동하는 치수에서 스트로크가 118인치이고 안장 길이가 44인치이기 때문에 각 가이드웨이의 길이는 최소 162인치여야 합니다. 때로는 리미트 스위치, 충격 흡수 장치 또는 센서의 스트로크 각 끝 부분에 1~2인치를 추가로 허용하는 것이 유용할 수 있습니다.

베어링이 안장의 각 모서리에 장착되고 질량 중심이 앞뒤 중앙에 왼쪽에서 오른쪽으로 있기 때문에 각 베어링에는 100lb.의 동일한 하중이 가해집니다. 각 베어링 캐리지는 최대 500lb의 반경방향 하중을 처리할 수 있으므로 베어링이 총 용량의 20~50% 범위 내에서 하중을 받기 때문에 여기서 적절한 수명이 계산됩니다.