Doğrusal rayları belirlemenin ve boyutlandırmanın en iyi yaklaşımı, öncelikle uygulamanın en kritik parametrelerini tanımlamak; bu gereksinimlere göre seçenekleri daraltmak; ve ardından son doğrusal ray seçimini yapmak için kritik değişkenleri uygulamaktır.

Öncelikle temel bilgiler:Doğrusal kılavuz raylar, kılavuz yolları ve kızaklar, düşük sürtünme katsayısıyla doğrusal bir yol boyunca fiziksel yükleri destekleyen ve hareket ettiren ray ve yataklardan oluşan mekanik sistemlerdir. Genellikle yuvarlanan eleman veya düzlem burç tipleri olarak sınıflandırılırlar. Çeşitli üreticiler tarafından belirli mühendislik ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmış birçok şekil ve boyut mevcut olduğundan, uygulamanıza özgü kriterler, dikkate almanız gereken kritik parametrelerin listesini ve önem sırasını belirler.

En yaygın kılavuz ve yatak tipleri arasında, bilyalı rulman bloklu profilli (kare) raylar, makaralı rulmanlar için kılavuzlar ve bilyalı burçlu veya düz burçlu yuvarlak raylar bulunur. Profilli raylar, takım tezgahları ve hassas devre kartı hareketleri gibi olağanüstü rijitlik ve hassasiyet gerektiren uygulamalar için uygundur. Makaralı rulman sistemleri, parçaları kaldırma ve taşıma veya alma-yerleştirme uygulamaları gibi daha geniş bir uygulama yelpazesi için tasarlanmıştır.

Bir uygulama için hangi rayların en uygun olduğunu seçmek için öncelikle sistemin özel ihtiyaçlarını analiz edin. Ardından, nihai sonuca ulaşmak için gereken eksen sayısı, tekrarlanabilirlik, tolerans ve doğruluk gibi müşteri gereksinimlerini veya program yönergelerini anlayın. Son olarak, toz, su, lifler ve diğer maddeler gibi çevre kirliliğini göz önünde bulundurun.

Herhangi bir sistem için, çalışma ortamı seçilmesi gereken rulman tipini belirler. Örneğin, kirli ortamlar tertibatı kirletebilir ve devridaim yapan bilya yollarının düzgün çalışmasını engelleyebilir. Silindirli sistemlerde, yuvarlanan elemanlar genellikle daha büyük olduğundan, kirlenme daha kolay yönetilebilir. Düzlemsel rulmanlar, yüzey temaslı yağlamanın önerilmediği veya belirli araştırma laboratuvarları veya silikon çip üretim tesisleri gibi çevresel koşullara maruz bırakılamadığı uygulamalar için uygundur.

Bir sistem seçtikten sonra, doğru boyutlandırma için parametreleri bir araya getirin. Doğrusal bir kızak sistemindeki her hareket için şu parametreleri göz önünde bulundurun: strok, yük, hız, görev döngüsü, montaj alanı ve montaj yönü.

Doğrusal kılavuz sisteminin boyutunu belirleyin

Statik yük, eyer, yuva aparatı, yük ve yatakların ağırlığından oluşur. Tipik bir çift raylı ve dört vagonlu sette yatay olarak öne/arkaya ve soldan sağa 40,0 lb ağırlık ortalanırsa, yatak bloklarının her biri 10,0 lb statik yüke maruz kalır.

Kızaklar iki temel tiptedir: eyer ve konsol. Standart, yatay tabanlı eyer kızak, iki sabit uç bloğu arasında hareket eden bir eyer veya blok kullanır. Konsol kızakta, ana gövde ve silindir sabit kalırken, takım plakası uzar ve geri çekilir. Yükleri dikey olarak hareket ettirirken ikinci bir konsol uygulaması mevcuttur. Bir ray ve iki taşıyıcı ile, her iki taşıyıcı da radyal yönde eşit olarak yüklenebilir. Rulman veya taşıyıcının boyutlandırılması için, statik olarak en fazla gerilime maruz kalan kızak için toplam yük genellikle en kötü durum senaryosu olarak ayarlanır.

Rulmanların boyutlarını belirlerken, yük parametresini ve ağırlık merkezine (CG) veya kütle merkezine olan mesafesini düzenleyin. Yük, sisteme uygulanan ağırlığı veya kuvveti ifade eder ve hem statik hem de dinamik yüklemeyi içerir. Statik yük, eyerin, yuva aparatının, faydalı yükün ve rulmanların ağırlığından oluşur. Dinamik (veya kinetik) yükleme, rulman yüklü eyerle etkileşime girerken uygulanan yükleri hesaba katmalıdır. Normalde bu yük, rulmanlar üzerinde burulma gereksinimi yaratır. Eyerin CG'si, rulman merkezlerinden belirli bir mesafede tek bir yük değeri sağlar.

Bu dinamik değerler ve statik yükleme değerleri, radyal (Corad), eksenel (Coax), "X" ekseni etrafındaki tork (Mx), "Y" ekseni etrafındaki tork (My) ve "Z" ekseni etrafındaki tork (Mz) olarak düzenlenebilir. Değişkenler daha sonra, uygun taşıyıcı boyutunu seçmek için çoğu rulman boyutlandırma uygulamasında kullanılabilir. Yükleme değerleri genellikle statik olarak lb veya Newton (N) cinsinden, dinamik yükleme için ise inç-lb veya Newton Metre (Nm) cinsinden sunulur.

Bireysel yüklerin merkezleri, kılavuz ray sisteminin merkezine veya yatak merkezlerine göre göreceli bir mesafededir; toplam kütlenin kılavuz raylara olan ağırlık merkezi mesafesi 1,5 inçtir (60 inç-lb/40 lb). Yatakların, özellikle eyer hızla ivmelendirildiğinde veya yavaşlatıldığında, 60 inç-lb'lik bir tork yükünü yönetmesi gerekir.

Hız:Hızın dikkate alınması kritik öneme sahiptir çünkü uygulanan yükler, sabit hızda hareketle karşılaştırıldığında hızlanma ve yavaşlama sırasında sistemi farklı şekilde etkiler. Hız genellikle s/s cinsinden veya metrik eşdeğeri m/s cinsinden verilir. Hareket profili türü gibi faktörler, istenen hıza veya çevrim süresine ulaşmak için gereken ivmeyi belirler. Yük, trapezoidal bir hareket profilinde hızla hızlanır ve ardından yavaşlamadan önce sabit bir hızda hareket eder. Üçgen bir hareket profili ise hızla hızlanır ve yavaşlar. Dahası, uygulama hızını hesaplarken, en yüksek hareket hızının yanı sıra, bir hareketin genel zamanlamasına ulaşmak için gereken hızlanma ve yavaşlamayı da göz önünde bulundurun.

Görev döngüsü:Görev döngüsü parametresi, eyerin tam bir çevrim boyunca tam hareketini dikkate almalıdır; bu, genellikle strok artı rölanti işlemlerinin istenen süredeki iki katıdır. Uygulamanın stroku, doğrusal bir yol boyunca tek yöndeki tam genel hareketin uzunluğudur. Görev döngüsü parametresi genellikle dakika başına gereken çevrim sayısı olarak düzenlenir.

Montaj alanı:Kılavuz ray ve eyer yataklarının montaj alanı, kılavuz sisteminin toplam uzunluğunu (OAL) ve ray mesafesini belirlemeye yardımcı olur. Çoğu uygulamada, yatakların çalışabileceği en geniş ayak izini dikkate almak en iyisidir. Basit çekmece kızaklarına benzer şekilde çalışan teleskopik doğrusal yataklar kullanmıyorsanız, kılavuz rayın OAL'si, doğrusal hareketin strokunu ve yatak ayak izini de içermelidir.

Montaj alanı, kılavuz yolunu tutan alt tabakayı veya çerçeve sistemini de hesaba katmalıdır. Yatak izi, bir doğrusal kılavuz yolu boyunca bir taşıyıcının ön tarafından en uzak taşıyıcının arkasına kadar olan mesafedir. Birçok profilli şaft, hassasiyet için program gereksinimlerini uygun şekilde karşılamak amacıyla tamamen işlenmiş ve taşlanmış yüzeylere monte edilmelidir. Diğer tasarımlar, kapasite veya rijitlik kaybı olmadan doğrudan yapısal alüminyum veya boru çerçevelere uygulanabilir.

Oryantasyon:Yolların montaj yönü, yükleme parametresini ayarlamak için kritik öneme sahiptir çünkü eyer yatay, dikey, duvar montajı boyunca veya hatta ters konumda hareket edebilir. En iyi performans için, uygulamanın yüklemesini yatak sisteminin en güçlü kısmıyla yönetin. Örneğin, radyal bilyalı rulmanlı kızak, yükü eksenel olarak değil, radyal olarak taşıyacak şekilde yönlendirilmelidir.

Şimdi doğrusal bir kılavuz seçimi yapın

Bu, orta düzeyde tekrarlanabilirlik gerektiren standart hafif tozlu bir ortam içeren bir uygulama örneğidir. Bu iki faktörden dolayı, sertleştirilmiş çelik kanallar üzerinde çalışan önceden yüklenmiş makaralı rulman sistemi seçilmiştir. Hız yüksektir ve maksimum kapasite seviyelerini zorlamadan daha uzun ömür elde edilebilir.

Genellikle, 2,5 cm'lik bir kılavuz ray için, düz yataklar 50 cm/sn'yi, bilyalı sistemler 220 cm/sn'yi ve silindirler yaklaşık 590 cm/sn'yi aşmamalıdır. 3 saniyede 380 cm'lik tam stroku elde etmek için, her birini 0,5 saniyede 15 cm hızlandırıp yavaşlatacağız. Bu, hedef zamanlamaya ulaşmak için 280 cm'lik bir strok ve 2 saniye sağlar. Kılavuz rayların her biri en az 400 cm uzunluğunda olmalıdır, çünkü strok 380 cm ve eyer uzunluğu kılavuz ray boyunca uzanan boyutta 110 cm'dir. Bazen, limit anahtarları, amortisörler veya sensörler için strokun her iki ucunda bir veya iki inç fazladan boşluk bırakmak faydalı olabilir.

Yatakların her biri, eyerin her köşesine monte edilmiş ve kütlenin ağırlık merkezi önden arkaya ve soldan sağa doğru ortalanmış olduğundan, 100 lb'lik yükte eşit olarak yüklenecektir. Yatak taşıyıcılarının her biri 500 lb'lik maksimum radyal yükü kaldırabilir, bu nedenle yataklar toplam kapasitenin %20 ila %50'si aralığında yüklendiğinden, burada yeterli bir ömür hesaplanmıştır.