Подробнее о геометрии двойных направляющих.

Линейные направляющие системы включают направляющие, направляющие и направляющие. Промышленность также разделяет их на несколько основных типов, включая профильные направляющие, направляющие выдвижных ящиков, линейные подшипники, направляющие колеса и подшипники скольжения. Типичная конструкция включает в себя рельс или вал, а также каретки и каретки. Их также можно отличить по способу контакта: скользящий или перекатывающийся.

Основная функция направляющих качения — снижение трения в машинах. Они используются в различных приложениях: от передовых устройств для производства полупроводников до крупных станков и строительного оборудования.

Оборудование для производства полупроводников или контрольно-измерительные приборы, требующие высокой точности позиционирования, являются хорошим применением линейных направляющих. В случае станка для резки вместо подшипников линейного перемещения с контактом скольжения используются линейные направляющие, чтобы справиться с проблемами повышения температуры и долговечности, связанными с постоянно увеличивающейся скоростью подачи.

Классическим применением профильных рельсов является станкостроение, где нагрузочная способность, жесткость и точность имеют первостепенное значение. В медицинском оборудовании, таком как компьютерная томография, МРТ и рентгеновские аппараты, чаще встречаются квадратные направляющие.

С другой стороны, круглые рельсы могут иметь несколько преимуществ, одним из которых является способность плавно двигаться при установке на неидеальные поверхности, что определяется как наличие погрешности плоскостности более 150 мкм/м.

Для применений в чистых помещениях и пищевой промышленности, где недопустимо загрязнение, линейные направляющие, в которых используются элементы качения (а также системы подшипников скольжения), не подходят из-за необходимости смазывания.

В некоторых приложениях, требующих чрезвычайно высокой точности и аккуратности, используются подшипники с плавающим затвором, обеспечивающие максимально возможную точность и точность. Это гидростатические или аэростатические подшипники, в которых между рельсом и кареткой находится жидкость под высоким давлением. Они дороже и сложнее в производстве, чем другие линейные варианты, но обеспечивают высочайшую точность и аккуратность.

Важные факторы при выборе роликовой направляющей линейного перемещения включают нагрузку (как статическую, так и приложенную), ход и скорость, а также желаемую точность и точность, а также требуемый срок службы. Предварительная загрузка иногда также необходима в зависимости от требований приложения. Смазка является еще одним важным фактором, как и любой метод минимизации загрязнения системы линейных направляющих факторами окружающей среды, такими как пыль и другие загрязнения, с использованием сильфонов или специальных уплотнений.

Линейные направляющие и подшипники обеспечивают высокую жесткость и хорошую точность перемещения. Они могут выдерживать не только нисходящие, восходящие и боковые нагрузки, но также выдерживают радиальные или моментные нагрузки. Конечно, чем больше линейная направляющая и подшипниковая система, тем большую моментную нагрузку она имеет, но расположение дорожек качения подшипника — «лицом к лицу» или «спина к спине» — также влияет на величину радиальной нагрузки, которую она может выдержать. .

Хотя конструкция «лицевая сторона» (также известная как «X») обеспечивает одинаковую грузоподъемность во всех направлениях, она приводит к более короткому плечу момента, вдоль которого прикладываются радиальные нагрузки, что снижает допустимую моментную нагрузку. Расположение «спина к спине» (также известное как расположение «О») обеспечивает большее плечо момента и более высокую допустимую моментную нагрузку.

Но даже при расположении «спина к спине» линейные направляющие имеют относительно небольшое расстояние между дорожками качения (по существу равное ширине рельса), что ограничивает их способность выдерживать моменты крена, вызванные нагрузками, нависающими в направлении Y. . Чтобы обойти это ограничение, параллельное использование двух рельсов — с одним или двумя подшипниками на каждом рельсе — позволяет разложить момент крена на силы, действующие на каждый блок подшипников. Поскольку линейные подшипники обладают гораздо большей способностью воспринимать силы, чем моменты (особенно моменты крена), срок службы подшипников может быть значительно увеличен. Еще одним преимуществом использования двойных направляющих и возможности преобразования моментов в силы является то, что линейные подшипники обычно меньше отклоняются под действием чистых сил, чем под действием моментных нагрузок.

Многие конструкции линейных приводов включают в себя две параллельные направляющие, а между ними установлен приводной механизм — ременный, винтовой или линейный двигатель. Хотя не обязательно центрировать привод между направляющими, это помогает обеспечить равномерную нагрузку на все подшипники и уменьшает заедание или неравномерность приводных усилий на каждой направляющей и наборе подшипников. Такое расположение также уменьшает высоту привода, делая его относительно компактным, учитывая высокую грузоподъемность и моментную способность, обеспечиваемую двойными направляющими.