A melhor abordagem para especificar e dimensionar trilhos lineares é definir os parâmetros mais críticos do aplicativo primeiro; restringir as opções com base nesses requisitos; e depois aplique variáveis ​​críticas para fazer a seleção final de trilhos lineares.

Primeiro o básico:Trilhos lineares, guias e lâminas lineares são sistemas mecânicos compostos por trilhos e rolamentos que suportam e movem cargas físicas ao longo de um caminho linear com um baixo coeficiente de atrito. Eles geralmente são classificados como elementos de rolamento ou tipos de bucha de avião. Como muitas formas e tamanhos estão disponíveis em vários fabricantes projetados para satisfazer as necessidades específicas de engenharia, seu aplicativo exclusivo determina a lista de parâmetros críticos que você deve considerar, bem como sua ordem de importância.

Os tipos mais comuns de guias e rolamentos incluem trilhos perfilados (quadrados) com blocos de rolamentos de esferas de recirculação, guias para rolamentos de rolos e trilhos redondos com buchas de esfera de recirculação ou buchas de avião. Os trilhos perfilados adequam a aplicações que requerem rigidez e precisão excepcionais, como em cabeças de metralhadoras e movimentos da placa do circuito de precisão. Os sistemas de rolamentos de rolos destinam-se a uma gama mais ampla de aplicativos, como peças de elevação e transferência ou aplicativos de pick-and-place.

Para selecionar qual dos trilhos funcionam melhor para um aplicativo, primeiro, analise as necessidades específicas do sistema. Em seguida, entenda as diretrizes de requisitos ou programas do cliente, que incluem o número de eixos, repetibilidade, tolerância e precisão necessárias para alcançar o resultado final. Finalmente, considere a contaminação ambiental, como poeira, água, fibras e outras substâncias.

Para qualquer sistema, o ambiente operacional determina o tipo de rolamento que precisa ser selecionado. Por exemplo, ambientes sujos podem contaminar a montagem e interferir no funcionamento adequado dos caminhos de bola re-circular. A contaminação é mais gerenciável nos sistemas de rolos, porque os elementos de rolagem geralmente são maiores. Os rolamentos planos se adequam às aplicações em que a lubrificação de contato de superfície não é recomendada ou não pode ser exposta ao meio ambiente, como em certos laboratórios de pesquisa ou instalações de fabricação de chips de silício.

Depois de selecionar um sistema, monte os parâmetros para dimensioná -lo corretamente. Para cada movimento em um sistema de guia linear, considere os seguintes parâmetros: AVC, carga, velocidade, ciclo de trabalho, área de montagem e orientação de montagem.

Tamanho do sistema de guia linear

A carga estática consiste no peso da sela, equipamento de ninho, carga útil e rolamentos. Se 40,0 lb estiverem centralizados horizontalmente para frente/para trás e da esquerda para a direita em um trilho duplo típico e quatro de carro, cada um dos blocos de rolamento seria carregado estaticamente a 10,0 lb.

Os slides vêm em dois tipos básicos: sela e cantilever. O slide padrão de sela baseado em horizontal usa uma sela ou bloco que se move entre dois blocos de extremidade fixa. Com o slide cantilever, o corpo principal e o cilindro permanecem estáticos, enquanto a placa da ferramenta se estende e se retrai. Existe um segundo aplicativo em câmbio ao mover carrega verticalmente. Com um trilho e duas carruagens, as duas carruagens podem ser carregadas igualmente em uma direção radial. Para dimensionar o rolamento ou o carruagem, a carga total para o controle deslizante mais estressado estressado é normalmente definido como o pior cenário.

Ao dimensionar os rolamentos, organize o parâmetro de carga e sua distância para o centro de gravidade (CG) ou centro de massa. A carga refere -se ao peso ou força aplicada ao sistema, que inclui a carga estática e dinâmica. A carga estática compreende o peso da sela, equipamento de ninho, carga útil e rolamentos. A carga dinâmica (ou cinética) deve explicar as cargas aplicadas à medida que interagem com a sela carregada de rolamentos. Normalmente, essa carga colocaria um requisito de torção nos rolamentos. O CG para a sela fornece um único valor de carga a alguma distância dos centros de rolamentos.

Esses valores dinâmicos e valores de carga estáticos podem ser organizados como radial (corad), axial (coaxial), torque sobre o eixo "x" (mx), torque sobre o eixo "y" (meu) e torque sobre o eixo "Z" (Mz). As variáveis ​​podem ser usadas na maioria das aplicações de dimensionamento de rolamentos para selecionar o tamanho apropriado do carro. Os valores de carregamento são normalmente apresentados nos medidores LB ou Newtons (n) estaticamente e in.-lb ou Newton (NM) para carga dinâmica.

O centro das cargas individuais é uma distância relativa do centro do sistema de guia ou dos centros de rolamentos, a massa total tem uma distância CG até os trilhos-guia de 60 pol. Os rolamentos teriam que gerenciar uma carga de torque de 60 pol.

Velocidade:A velocidade é fundamental para considerar porque as cargas aplicadas afetam o sistema de maneira diferente durante a aceleração e desaceleração versus movimento a uma taxa constante. A velocidade é normalmente fornecida como em./s ou a métrica equivalente em m/s. Fatores como o tipo de perfil de movimento, determina a aceleração necessária para atingir a velocidade desejada ou o tempo de ciclo. A carga acelera rapidamente em um perfil de movimento trapezoidal e depois se move a uma velocidade constante antes de desacelerar. Um perfil de movimento triangular, no entanto, acelera e desacelera rapidamente. Além disso, ao calcular a velocidade da aplicação, considere a taxa máxima de movimento, bem como a aceleração e desaceleração necessárias para alcançar o tempo geral para um movimento.

Ciclo de serviço:O parâmetro do ciclo de serviço deve considerar o movimento completo da sela através de um ciclo completo, que geralmente é duas vezes o AVC mais as operações ociosas em um período de tempo desejado. O golpe da aplicação é o comprimento do movimento geral completo em uma direção ao longo de um caminho linear. Normalmente, o parâmetro do ciclo de trabalho é organizado como o número de ciclos necessários por minuto.

Área de montagem:A área de montagem para os rolamentos de trilho e sela guia ajuda a determinar o comprimento total (OAL) e a separação do trilho do sistema de orientação. Na maioria das aplicações, é melhor considerar a pegada mais ampla possível para os rolamentos operarem. A menos que você use rolamentos lineares telescópicos, que atuam de maneira semelhante aos slides simples de gavetas, o OAL do trilho -guia deve incluir o golpe do movimento linear, bem como a pegada do rolamento.

A área de montagem também precisa levar em consideração o substrato ou o sistema de enquadramento para manter a guia. A pegada do rolamento é a distância da frente de uma carruagem até a parte traseira do carro mais distante ao longo de uma guia linear. Muitos eixos de perfil devem ser montados para superfícies completamente usinadas e no solo para atender adequadamente aos requisitos do programa para precisão. Outros projetos podem ser aplicados diretamente ao alumínio estrutural ou enquadramento tubular sem perder capacidade ou rigidez.

Orientação:A orientação de montagem das maneiras é fundamental para a configuração do parâmetro de carregamento, porque a sela pode estar se movendo horizontalmente, verticalmente, ao longo de uma montagem na parede ou mesmo em uma posição invertida. Para melhor desempenho, gerencie o carregamento do aplicativo com a parte mais forte do sistema de rolamentos. Por exemplo, o controle deslizante radial da bola deve ser orientado para transportar a carga radialmente, não axialmente.

Agora faça uma seleção de guia linear

Este é um exemplo de um aplicativo que contém um ambiente padrão contaminado com poeira leve que requer repetibilidade média. Devido a esses dois fatores, é selecionado um sistema de rolamentos baseado em rolos pré-carregado em andamento de aço endurecido. A velocidade é rápida e a vida útil mais longa pode ser alcançada sem precisar aumentar os níveis máximos de capacidade.

Geralmente, para um 1-in. Guia, os rolamentos planos não devem exceder 20-in./s, re-circircular os sistemas de bola 80 pol., E rolos cerca de 200 pol./s. Para alcançar o acidente vascular cerebral de 118 pol. Isso permitiria que 106 pol. De derrame e 2 s atinjam o tempo alvo. Cada uma das guias deve ter pelo menos 162 pol. Às vezes, é útil permitir uma polegada ou duas extras em cada extremidade do curso para interruptores de limite, amortecedores ou sensores.

Cada um dos rolamentos será igualmente carregado a 100 lb., porque os rolamentos são montados em cada canto da sela, e o centro de gravidade da massa é centralizado para a frente e da esquerda para a direita. Cada uma das carruagens do rolamento pode lidar com 500 lb de carga radial máxima, portanto, uma vida útil adequada é calculada aqui porque os rolamentos são carregados dentro da faixa de 20 a 50% da capacidade total.