Considere suportes, guias, unidades e selos ao projetar um sistema linear. Conheça sua precisão, repetibilidade, carregamento e requisitos ambientais antes de iniciar o design do sistema linear.

Os guias de bola de baixo atrito e de alta rodelidade são o suporte em um trilho (em cima) ou dois (inferior). As trocas para esse desempenho são um custo mais alto e mais ruído.

O caminho mais curto entre dois pontos é uma linha reta. Mas se você estiver projetando um sistema de movimento linear, terá que considerar suporte estrutural, guias, unidades, focas, lubrificação e acessórios entre os pontos A e B.

Se você decidir projetar e construir seu sistema a partir do zero, usando peças padrão ou comprar uma que seja projetada para você, fazer as escolhas certas desde o início deve ajudar a manter as coisas em movimento a longo prazo.

Apoio e orientação

Construir um sistema linear significa literalmente a partir do zero-com um sistema de suporte estrutural. O componente principal do sistema de suporte é tipicamente uma extrusão de alumínio.

Você pode ter a superfície de montagem da extrusão de base e a superfície que a guia linear é montada para usinamento para aplicações que requerem posicionamento preciso. Para menor precisão, aplicações do tipo transporte, otimizam as bases para resistir à flexão sob carga e impedir a distorção durante a extrusão.

Uma base robusta permite que o sistema repouse apenas no final suporta. Extrusões mais leves podem precisar de suportes intermitentes ao longo de seus comprimentos.
Guias se ligam à base para facilitar o movimento. Os principais tipos são guias de bola, guias de rodas e guias de deslizamento ou prisma.
Os guias de bola carregam as cargas mais pesadas e têm a rigidez mais alta. Suas configurações de trilhos únicos ou duplos se movem com pouco atrito. As desvantagens são um custo mais alto e a quantidade de ruído que eles geram.

As guias de roda operam a até 10 m/s com baixo atrito e alta rigidez. No entanto, as cargas de choque podem danificá -las.
Nos guias de slides, as buchas de polímeros em forma de prisma funcionam na superfície do perfil. O polímero os ajuda a se mover em silêncio e suportar cargas altas de choque. Eles toleram ambientes contaminados por sujeira, areia, poeira, óleo e produtos químicos, mas operam com cargas mais lentamente e sob mais claras do que os guias de bola ou roda, conforme indicado por sua classificação fotovoltaica, o produto de pressão e velocidade que podem tolerar.

Parafusos e cintos de bola estão entre as tecnologias de acionamento disponíveis para sistemas lineares. As unidades de correia são silenciosas e boas para aplicações de alto rendimento e menor precisão. As unidades de parafuso de bola mais caras proporcionam alta eficiência, precisão e rigidez.

Força motriz

As unidades movem o carro para as posições desejadas. As tecnologias de acionamento mais comuns são as unidades de parafuso de bola, unidades de correio de chumbo e unidades de cinto.

Em uma ruptura da bola, os rolamentos de esferas viajam ao longo das ranhuras em um eixo rosqueado-o parafuso da bola-e recirculam através de uma porca de esferas. Como os rolamentos compartilham a carga, as unidades de parafuso de bola têm capacidade de impulso relativamente alta.

O resultado é a precisão absoluta, definida como o erro máximo entre a posição esperada e real, até 0,005 mm. Os sistemas com parafusos de bola de terra e pré -carregados são os mais precisos.

Os sistemas têm capacidade de impulso até 40 kN e alta rigidez. Sua velocidade crítica é determinada pelo diâmetro da raiz do parafuso, comprimento não suportado e configuração de suporte final. Com um novo suporte a parafuso, as unidades acionadas por parafusos podem viajar até 12 me aceitar velocidades de entrada de 3.000 rpm. As unidades de parafuso de bola fornecem eficiência mecânica de 90%, portanto, seu custo mais alto é frequentemente compensado pelos requisitos mais baixos de energia.

Os suportes do sistema linear são geralmente extrusões de alumínio que podem ser usinadas para precisão extra.

As unidades do parafuso de chumbo não podem corresponder à precisão absoluta do posicionamento das unidades de parafuso de bola, mas sua repetibilidade-a capacidade de retornar a um local durante a operação ao se aproximar da mesma direção na mesma velocidade e taxa de desaceleração-é de 0,005 mm. Eles são usados ​​em posicionamento de ciclo de baixo a médio porte e operam silenciosamente.

As unidades de correia trabalham em aplicações de transporte de alto rendimento com velocidades de até 10 m/s e aceleração de até 40 m/seg2.

Lubrificação e selos para dispositivos lineares

A maioria dos sistemas de guia e sistemas de acionamento requer lubrificação. Você pode simplificar a manutenção preventiva futura, garantindo fácil acesso aos acessórios de lubrificação. Por exemplo, os acessórios Zerk instalados no carro podem alimentar uma rede de lubrificação que serve tanto o parafuso de bola quanto o sistema linear durante a instalação e em intervalos de manutenção periódica.

A unidade de acionamento linear possui uma vedação magnética. A tira de aço inoxidável levanta logo à frente do carro e se reclama logo atrás, graças a ímãs e âncoras com mola nas tampas das extremidades.

Os guias de prisma são livres de manutenção. O material polimérico da lâmina tem lubrificação inerente, e os limpadores de feltro lubrificados reabastecem o lubrificante a cada golpe.

As focas mantêm o lubrificante e os contaminantes fora. Um tipo são as vedações de faixa magnética-bandas magnéticas de aço inoxidável que se estendem de uma extremidade do canal para a outra. As bandas são fixadas nas tampas finais e carregadas de mola para manter a tensão. Eles passam por uma cavidade no carro para que a tira seja levantada dos ímãs logo à frente e atrás do carro, enquanto atravessa o sistema.
Uma tecnologia de vedação alternativa, faixas de tampa de plástico, usa tiras de borracha compatíveis que se entrelaçam com a extrusão de base, como uma bolsa de congelador com zíper. Os perfis de acasalamento e riacho criam um selo de labirinto que mantém as partículas fora.

Mais uma consideração é como você montará seu motor. Um alojamento e o acoplamento do motor devem acasalar com o tamanho do parafuso e o diâmetro do círculo do parafuso no flange do motor, diâmetro do piloto do motor e diâmetro e comprimento do eixo do motor.

Muitos motores têm dimensões que atendem aos padrões NEMA, mas outros são específicos de fabricante e modelo. Em ambos os casos, montagens de motor flexíveis usinadas a partir de espaços em branco comuns facilitam a montagem de quase qualquer motor com alinhamento garantido.

Os intertravamentos de borracha compatíveis mantêm as faixas de tampa plásticas seguras e selem partículas.

Misture e combine

Nem toda combinação de unidades e guias faz sentido. Em aplicações práticas, é mais provável que você veja os parafusos de chumbo dirigindo bola ou guias de slide; Parafusos de bola combinados com guias de bola ou slide; e cintos dirigindo bola, deslize ou guias de roda.

Uma unidade de parafuso de bola combina com um guia de bola para movimento repetível e um sistema rígido que lida com forças e momentos altos. Esses sistemas funcionam bem em aplicações de posição de precisão com cargas altas e ciclos de alto serviço, como carregamento e descarregamento em branco de engrenagens em máquinas-ferramentas.

As unidades guiadas por bola acionadas por correia são para aplicações de alta velocidade e alta aceleração com cargas pesadas e cargas de momento alto. Essas unidades trabalham em bases que abrangem uma lacuna e são suportadas nas extremidades ou intermitentemente. Paletizar latas é uma aplicação.
Os sistemas lineares guiados por correias e orientados por cinto são unidades de menor custo que são silenciosas e precisam de pouca manutenção. Eles trabalham em velocidades e acelerações moderadas, mas se destacam no gerenciamento de cargas de impacto. A adição de uma banda de cobertura magnética torna esse tipo de sistema adequado para ambientes com um alto conteúdo de partículas e requisitos de lavagem, como tratamento com spray de metal da folha.

Como os guias de roda precisam de menos manutenção do que os guias de bola, mas mais do que deslizamentos, as rodas acionadas por cintos são outra opção de custo moderado, baixo ruído e baixa manutenção. Esses sistemas alcançam velocidades e acelerações lineares altas e são frequentemente encontradas em máquinas de embalagem e enchimento.