Если вы приступили к созданию машины или устройства, требующего линейного перемещения, вы быстро столкнулись с вопросом о том, какие линейные направляющие подойдут лучше всего. При изучении чрезвычайно широкого ассортимента направляющих на рынке, где представлено множество различных типов, размеров, точности и ценовых диапазонов, быстро возникает дилемма: какие направляющие выбрать?

Поиск и сравнение всех возможных вариантов может быть очень трудоёмким и сложным процессом. Чтобы помочь вам на первых этапах выбора линейных направляющих, мы подготовили несколько шагов и инструкций, которые могут облегчить и ускорить процесс выбора.

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

Весьма вероятно, что кто-то уже создал машину или устройство, очень похожее на ваш пример. Поэтому имеет смысл для начала хотя бы немного изучить вопрос и попытаться получить информацию о линейных направляющих, используемых в подобных машинах. Чем больше известных производителей машин, тем больше вероятность, что их инженеры провели детальный анализ и расчёты при выборе направляющих и выбрали наиболее оптимальные направляющие, в том числе с точки зрения точности и жёсткости. Как правило, такие направляющие многократно проверены на практике.

2. Оценка нагрузок в вашем случае

В начале необходимо также хотя бы приблизительно оценить нагрузки на направляющие, которые будут возникать в вашем случае. Наибольшая или наиболее критическая нагрузка обычно возникает при аварийной остановке или столкновении машины. В этом случае происходит очень быстрая остановка, что приводит к возникновению огромных усилий на направляющих. Моментные нагрузки, возникающие в такой ситуации, обычно являются наиболее критическими. Именно поэтому имеет смысл оценить нагрузку на линейные направляющие в таком случае.

3. Оценка грузоподъемности линейных направляющих

Получив информацию о типе линейных направляющих, используемых в аналогичных машинах, имеет смысл проверить грузоподъёмность таких направляющих и сравнить её с вашими нагрузками. Что касается грузоподъёмности линейных направляющих, то наиболее критичной частью обычно является линейный подшипник, линейная каретка, шариковая втулка… то есть подвижная часть узла линейной направляющей. Поэтому необходимо проверить грузоподъёмность этой части. Для линейных подшипников и кареток в каталогах обычно указываются коэффициент динамической грузоподъёмности C и коэффициент статической грузоподъёмности C0. Эти два коэффициента используются в формулах для детального расчёта срока службы линейных направляющих. Для первой, очень грубой оценки можно принять 10–20% от значения динамической грузоподъёмности C в качестве грузоподъёмности для случаев динамического движения. При крайне медленном движении можно принять полное значение C0 в качестве очень грубой оценки грузоподъёмности. Приведённая выше оценка применима к случаям сжимающих и растягивающих нагрузок на направляющую, но не к моментным нагрузкам. Линейные подшипники и каретки переносят крутящие нагрузки значительно хуже, чем сжимающие и растягивающие. Поэтому наиболее целесообразно избавиться от них, правильно разместив направляющие (2 параллельные направляющие + 4 линейных подшипника или каретки (по 2 на каждой направляющей)).

4. Расчет ресурса линейных направляющих

С помощью предыдущих шагов мы пришли к базовому выбору линейных направляющих и линейных блоков, используя весьма приблизительные 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 к использованию. При расчёте, помимо данных о фактической нагрузке, учитываются и другие факторы, такие как тип нагрузки, местоположение, скорость, вибрация, температура, чистота рабочей среды и т.д. Подробные инструкции и рекомендации по расчёту приведены в каталогах производителей. По нашему опыту, немецкий производитель линейных направляющих Bosch-Rexroth предоставляет лучшие инструкции по расчёту в своих каталогах. Однако существует также множество онлайн-конфигураторов, которые могут помочь вам с расчётом и выбором.

5. Выбор производителя или марки линейных направляющих

Многие линейные направляющие изготавливаются по стандартам или производятся разными производителями с идентичными основными размерами, очень близкими характеристиками и грузоподъёмностью, что обеспечивает взаимозаменяемость направляющих разных производителей. Конечно, каждый раз необходимо проверять и сравнивать все основные размеры, коэффициенты нагрузки и классы точности. Однако следует помнить, что в случае рельсовых направляющих линейные каретки и направляющие должны быть одного производителя.