Если вы начали строить машину или устройство, где вам также необходимо линейное перемещение, вы быстро сталкиваетесь с вопросом, какие линейные направляющие будут наиболее подходящими для использования. При изучении чрезвычайно широкого ассортимента направляющих на рынке, где есть много различных типов направляющих, размеров, точности и различных ценовых диапазонов, быстро возникает дилемма, какие направляющие выбрать.

Исследование и сравнение всех возможных вариантов может быть очень трудоемким и сложным. Чтобы помочь вам с первыми шагами в выборе линейных направляющих, мы подготовили несколько шагов и инструкций, которые могут облегчить и ускорить процесс выбора.

1. Проверьте, какие линейные направляющие используются в аналогичных станках.

Существует очень высокая вероятность того, что кто-то уже сделал машину или устройство, очень похожее на ваш пример. Поэтому имеет смысл провести хотя бы быстрое исследование в качестве первого шага и попытаться получить информацию о линейных направляющих, используемых в подобных машинах. Чем больше известных производителей машин обеспокоены, тем больше вероятность того, что их инженеры провели детальный анализ и расчеты при выборе направляющих и что они выбрали наиболее оптимальные направляющие, в том числе с точки зрения соответствующей точности и жесткости линейных направляющих. Обычно такие направляющие также многократно проверены на практике.

2. Оценка нагрузок в вашем случае

В начале также необходимо хотя бы приблизительно оценить нагрузки на направляющие, которые будут иметь место в вашем случае. Самая большая или самая критическая нагрузка обычно возникает в случае аварийной остановки или столкновения машины. В этом случае происходит очень быстрая остановка, что вызывает огромные силы на направляющих. Моментные нагрузки, которые возникают в такой ситуации, как правило, являются наиболее критическими. И именно поэтому имеет смысл оценить нагрузку на линейные направляющие в таком случае.

3. Оценка грузоподъемности линейных направляющих

Когда вам удалось получить информацию о типе линейных направляющих, используемых в подобных машинах, имеет смысл проверить грузоподъемность таких направляющих и сравнить их с вашими нагрузками. Что касается грузоподъемности линейных направляющих, то самой критической частью обычно является линейный подшипник, линейная каретка, шариковая втулка… То есть подвижная часть узла линейной направляющей. И поэтому необходимо проверить грузоподъемность этой части. Линейные подшипники и каретки обычно имеют динамический коэффициент грузоподъемности C и статический коэффициент грузоподъемности C0, указанные в каталогах. Это два коэффициента, которые используются в формулах для детальных расчетов срока службы линейных направляющих. Для первой очень грубой оценки мы можем взять 10-20% от значения динамической грузоподъемности C, как грузоподъемность для случаев динамического движения. Если у нас очень медленное движение, мы можем напрямую взять все значение C0 как очень грубую оценку грузоподъемности. Вышеприведенная оценка применима к случаям сжимающих и растягивающих нагрузок на направляющую, а не к моментным нагрузкам. Линейные подшипники и каретки переносят крутящие нагрузки значительно хуже, чем сжимающие и растягивающие. Поэтому наиболее разумно избавиться от них с помощью правильной расстановки направляющих (2x параллельных направляющих + 4x линейных подшипника или каретки (по 2x на каждой направляющей)).

4. Расчет срока службы линейных направляющих

С помощью предыдущих шагов мы пришли к базовому выбору линейных направляющих и линейных блоков, используя очень грубые методы. Для окончательного выбора или подтверждения выбранных направляющих и линейных блоков необходимо рассчитать срок службы, который покажет, будут ли выбранные направляющие иметь ожидаемый срок службы и, следовательно, пригодны для использования. При расчете, помимо данных о фактической нагрузке, учитываются и другие факторы, такие как тип нагрузки, местоположение, скорость, вибрация, температура, чистота рабочей среды… Подробные инструкции и рекомендации по расчету приведены в каталогах производителей. По нашему опыту, лучшие инструкции по расчету в своих каталогах предоставляет немецкий производитель линейных направляющих Bosch-Rexroth. Однако есть также много онлайн-конфигураторов, которые могут помочь вам с расчетом и выбором.

5. Выбор производителя или марки линейных направляющих

Многие линейные направляющие изготавливаются по стандартам или производятся разными производителями с идентичными основными размерами и очень похожими характеристиками и грузоподъемностью, что обеспечивает взаимозаменяемость между различными производителями направляющих. Конечно, каждый раз необходимо проверять и сравнивать все основные размеры, коэффициенты нагрузки и сопоставимы ли также классы точности. Однако в этом месте действует предупреждение, что в случае рельсовых направляющих линейные каретки и направляющие должны быть одного производителя.