Нагрузка, точность, скорость и ход.

Выбор компонентов линейного перемещения на этапе разработки проекта десятилетиями был источником разочарования для проектировщиков и инженеров-прикладников, особенно когда речь шла о сложных узлах, таких как линейные приводы. Задумайтесь на мгновение о влиянии, которое линейный привод оказывает на общую конструкцию машины. Прежде всего, в приводе направляющая и привод соединены вместе, являясь неотъемлемой частью устройства. Поэтому крайне важно, чтобы и выбор направляющей, и выбор привода были правильными. Кроме того, привод оказывает значительное влияние на общий размер машины. Например, смещение положения нагрузки на приводе может вызвать высокую моментную нагрузку и изменить требование с конструкции с одной направляющей на конструкцию с двумя направляющими, фактически удваивая или утраивая общую ширину привода и, следовательно, размер машины.

Выбор привода на основе приближений к требованиям к производительности, возможно, более рискован, чем выбор линейной направляющей или привода с минимальной информацией о применении. Но все же, ситуация довольно распространена, когда проектировщику или инженеру нужна разумная оценка системы, которая будет работать лучше всего для их применения, прежде чем будут определены все критерии применения.

Хотя для правильного определения размера требуется глубокое понимание требований к применению, общее решение, подходящее для первоначального проектирования и оценки затрат, обычно можно принять на основе четырех ключевых критериев.

Нагрузка

Нагрузка, которую необходимо переносить, и ее ориентация относительно системы являются одним из важнейших критериев при выборе линейного привода. Легкие нагрузки, которые устанавливаются более или менее непосредственно над подшипниками, могут быть размещены практически любой направляющей технологией — рециркулирующими профильными рельсовыми подшипниками, линейными втулками и валами или даже подшипниками скольжения. Однако, чем тяжелее нагрузка и чем больше момент (тангаж, крен и/или рыскание), который она создает, тем более прочным должен быть направляющий механизм, чтобы обеспечить подходящий срок службы и минимальный прогиб.

Точность

Понимание требований к точности позиционирования и повторяемости поможет сузить выбор приводного механизма. Низкоточное позиционирование от точки к точке может быть достигнуто с помощью пневматического привода или системы ремней и шкивов, в то время как точность позиционирования и повторяемость в диапазоне микрон потребуют шарикового винта или даже линейного двигателя. Хотя нагрузка часто может быть размещена любой из нескольких приводных технологий, повторяемость часто является решающим фактором между этими вариантами.

Скорость

Средняя и максимальная скорости во время движения также помогут определить выбор приводного механизма. Например, эмпирическое правило заключается в том, что максимальная скорость для шарико-винтовых передач составляет 1 м/с, хотя есть способы получить более высокие скорости. Ремни, с другой стороны, могут легко перемещаться со скоростью до 10 м/с, а максимальная скорость для линейных приводов двигателей в первую очередь ограничена поддерживающим направляющим механизмом. Ускорение также играет роль как при выборе привода, так и при выборе направляющей.

Путешествовать

Хотя требуемый ход не так часто является критерием «сделай или сломай», важно дважды проверить, что выбранный тип линейного привода может соответствовать спецификации по длине хода. Шариковые и ходовые винты в частности имеют ограниченные диапазоны хода. Опять же, правило для винтовых приводов — максимальная длина 3 метра. Хотя винты доступны и большей длины, с увеличением длины максимальная скорость уменьшается из-за критической скорости винта.

Хотя эти четыре критерия могут обеспечить приблизительную оценку подходящих линейных приводов, для того, чтобы выполнить полный процесс определения размеров и выбора, необходимо указать и учесть ряд параметров применения. Чтобы помочь проектировщикам и инженерам собрать критически важную информацию, необходимую для определения размеров, несколько производителей придумали простые аббревиатуры, которым нужно следовать.