Высокая эффективность, точность и жесткость.

Самый короткий путь между двумя точками — прямая линия. Но если вы проектируете систему линейного движения, вам придется учитывать структурную поддержку, направляющие, приводы, уплотнения, смазку и принадлежности между точками A и B.

Независимо от того, решите ли вы спроектировать и построить свою систему с нуля, используя стандартные детали, или купить систему, разработанную специально для вас, правильный выбор с самого начала должен помочь обеспечить ее бесперебойную работу в долгосрочной перспективе.

Поддержка и руководство

Создание линейной системы буквально означает начало с нуля — с опорно-структурной системы. Основным компонентом опорной системы обычно является алюминиевый профиль.

Вы можете обработать монтажную поверхность базового профиля и поверхность, на которую крепится линейная направляющая, для приложений, требующих точного позиционирования. Для приложений с меньшей точностью, транспортных приложений, оптимизируйте основания, чтобы они не изгибались под нагрузкой и не деформировались во время экструзии.

Прочная основа позволяет системе опираться только на концевые опоры. Более легкие профили могут нуждаться в прерывистых опорах по всей длине.

Направляющие крепятся к основанию для облегчения движения. Основными типами являются шариковые направляющие, колесные направляющие и направляющие скольжения или призматические направляющие.

Шариковые направляющие несут самые тяжелые грузы и обладают самой высокой жесткостью. Их одно- или двухрельсовые конфигурации движутся с небольшим трением. Недостатками являются более высокая стоимость и уровень шума, который они производят.

Колесные направляющие работают со скоростью до 10 м/сек с низким трением и высокой жесткостью. Однако ударные нагрузки могут повредить их.

В направляющих скольжения призматические полимерные втулки движутся по поверхности профиля. Полимер помогает им двигаться бесшумно и выдерживать высокие ударные нагрузки. Они выдерживают среду, загрязненную грязью, песком, пылью, маслом и химикатами, но работают медленнее и при меньших нагрузках, чем шариковые или колесные направляющие, что обозначается их рейтингом PV, произведением давления и скорости, которые они могут выдержать.

Движущая сила

Приводы перемещают каретку в нужные положения. Наиболее распространенными технологиями привода являются шарико-винтовые передачи, ходовые винты и ременные передачи.

В шарико-винтовой передаче шариковые подшипники перемещаются по канавкам в резьбовом валу — шарико-винтовой передаче — и рециркулируют через шариковую гайку. Поскольку подшипники распределяют нагрузку, шарико-винтовые передачи имеют относительно высокую тяговую способность.

Результатом является абсолютная точность, определяемая как максимальная погрешность между ожидаемым и фактическим положением, до 0,005 мм. Системы с шлифованными и предварительно нагруженными шариковыми винтами являются наиболее точными.

Системы имеют осевую мощность до 40 кН и высокую жесткость. Их критическая скорость определяется диаметром корня винта, неподдерживаемой длиной и конфигурацией концевой опоры. Благодаря новой опоре винта винтовые приводы могут перемещаться на расстояние до 12 м и принимать входные скорости 3000 об/мин. Шарико-винтовые приводы обеспечивают механический КПД 90%, поэтому их более высокая стоимость часто компенсируется более низкими требованиями к мощности.

Ременные приводы работают в высокопроизводительных транспортных приложениях со скоростью до 10 м/с и ускорением до 40 м/с2.

Смазка и уплотнения для линейных устройств

Большинству направляющих и приводных систем требуется смазка. Вы можете упростить будущее профилактическое обслуживание, обеспечив легкий доступ к смазочным фитингам. Например, фитинги Zerk, установленные на каретке, могут питать смазочную сеть, которая обслуживает как шариковый винт, так и систему линейных подшипников во время установки и в течение периодических интервалов обслуживания.

Направляющие призмы не требуют обслуживания. Полимерный материал ползуна обладает собственной скользящей способностью, а смазанные фетровые скребки пополняют смазку при каждом ходе.

Уплотнения удерживают смазку внутри и загрязняющие вещества снаружи. Один тип — это уплотнения с магнитной полосой — магнитные полосы из нержавеющей стали, простирающиеся от одного конца канала до другого. Полосы крепятся к торцевым крышкам и подпружинены для поддержания натяжения. Они проходят через полость в каретке, поэтому полоса поднимается с магнитов прямо перед и за кареткой, когда она проходит через систему.

Альтернативная технология герметизации, пластиковые крышки, использует податливые резиновые полосы, которые сцепляются с базовым профилем, как пакет для заморозки с застежкой-молнией. Сопрягающиеся профили гребня и паза создают лабиринтное уплотнение, которое не пропускает частицы.

Еще одно соображение — как вы будете монтировать свой двигатель. Корпус двигателя и муфта должны соответствовать размеру болта и диаметру окружности болта на фланце двигателя, диаметру направляющей втулки двигателя, а также диаметру и длине вала двигателя.

Многие двигатели имеют размеры, соответствующие стандартам NEMA, но другие зависят от производителя и модели. В любом случае, гибкие крепления двигателей, изготовленные из обычных заготовок, позволяют легко монтировать их практически на любой двигатель с гарантированным выравниванием.

Смешивайте и сочетайте

Не каждая комбинация приводов и направляющих имеет смысл. В практических приложениях вы, скорее всего, увидите ходовые винты, приводящие в движение шариковые или направляющие скольжения; шариковые винты в паре с шариковыми или направляющими скольжения; и ремни, приводящие в движение шариковые, направляющие скольжения или колесные направляющие.

Шарико-винтовой привод сочетается с шариковой направляющей для повторяющегося движения и жесткой системой, которая обрабатывает большие силы и моменты. Такие системы хорошо работают в приложениях точного позиционирования с высокими нагрузками и высокими рабочими циклами, такими как загрузка и выгрузка заготовок шестерен на станках.

Ременные приводные, шариковые направляющие устройства предназначены для высокоскоростных, высокоускоренных приложений с большой полезной нагрузкой и высокими моментными нагрузками. Эти устройства работают на основаниях, которые охватывают зазор и поддерживаются либо на концах, либо прерывисто. Паллетирование банок — одно из приложений.

Ременные линейные системы с направляющими скольжениями — это недорогие устройства, которые работают тихо и требуют минимального обслуживания. Они работают на умеренных скоростях и ускорениях, но отлично справляются с ударными нагрузками. Добавление магнитной защитной ленты делает этот тип системы подходящим для сред с высоким содержанием твердых частиц и требованиями к промывке, например, для обработки листового металла распылением.

Поскольку колесные направляющие требуют меньше обслуживания, чем шариковые, но больше, чем направляющие скольжения, колеса, приводимые в движение ремнями, являются еще одним вариантом с умеренной стоимостью, низким уровнем шума и низкими требованиями к обслуживанию. Эти системы достигают высоких линейных скоростей и ускорений и часто встречаются в упаковочных и фасовочных машинах.