Lineer rayların belirlenmesinde ve boyutlandırılmasında en iyi yaklaşım, öncelikle uygulamanın en kritik parametrelerini tanımlamaktır; bu gereksinimlere göre seçenekleri daraltmak; ve ardından son doğrusal ray seçimini yapmak için kritik değişkenleri uygulayın.

İlk olarak temel bilgiler:Doğrusal kılavuz raylar, kılavuzlar ve kızaklar, fiziksel yükleri düşük sürtünme katsayısıyla doğrusal bir yol boyunca destekleyen ve hareket ettiren raylardan ve yataklardan oluşan mekanik sistemlerdir. Genellikle yuvarlanma elemanı veya düz burç tipleri olarak sınıflandırılırlar. Belirli mühendislik ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmış çeşitli üreticiler tarafından birçok şekil ve boyut mevcut olduğundan, benzersiz uygulamanız, göz önünde bulundurmanız gereken kritik parametrelerin listesini ve bunların önem sırasını belirler.

En yaygın kılavuz yolları ve yatak türleri arasında, bilyalı rulman blokları bulunan profilli (kare) raylar, makaralı rulmanlar için kılavuzlar ve bilyalı burçlar veya düz burçlar bulunan yuvarlak raylar bulunur. Profilli raylar, makine takım kafaları ve hassas devre kartı hareketleri gibi olağanüstü sağlamlık ve hassasiyet gerektiren uygulamalara uygundur. Makaralı rulman sistemleri, parçaların kaldırılması ve aktarılması veya al ve yerleştir uygulamaları gibi daha geniş bir uygulama yelpazesine yöneliktir.

Bir uygulama için hangi rayların en iyi şekilde çalıştığını seçmek için öncelikle sistemin özel ihtiyaçlarını analiz edin. Daha sonra, nihai sonuca ulaşmak için gereken eksen sayısını, tekrarlanabilirliği, toleransı ve doğruluğu içeren müşterinin gereksinimini veya program yönergelerini anlayın. Son olarak toz, su, lifler ve diğer maddeler gibi çevresel kirliliği göz önünde bulundurun.

Herhangi bir sistem için çalışma ortamı seçilmesi gereken rulman tipini belirler. Örneğin, kirli ortamlar düzeneği kirletebilir ve devridaim yapan top yollarının düzgün çalışmasına müdahale edebilir. Döner elemanlar genellikle daha büyük olduğundan, silindirli sistemlerde kirlilik daha kolay yönetilir. Düzlemsel rulmanlar, belirli araştırma laboratuvarları veya silikon çip üretim tesisleri gibi yüzey temaslı yağlamanın tavsiye edilmediği veya çevreye maruz bırakılamadığı uygulamalara uygundur.

Bir sistem seçtikten sonra, sistemi uygun şekilde boyutlandırmak için parametreleri birleştirin. Doğrusal kılavuz sistemindeki her hareket için aşağıdaki parametreleri göz önünde bulundurun: strok, yük, hız, görev döngüsü, montaj alanı ve montaj yönü.

Doğrusal kılavuz sisteminin boyutlandırılması

Statik yük; selenin, yuva fikstürünün, taşıma yükünün ve yatakların ağırlığından oluşur. Tipik bir ikili ray ve dört taşıyıcı setinde 40,0 lb yatay olarak ileri/geri ve soldan sağa ortalanırsa, yatak bloklarının her biri statik olarak 10,0 lb yüklenecektir.

Slaytlar iki temel tipte gelir: eyer ve konsol. Standart, yatay tabanlı eyer kızağı, iki sabit uç blok arasında hareket eden bir eyer veya blok kullanır. Konsol kızağı sayesinde ana gövde ve silindir sabit kalırken alet plakası uzar ve geri çekilir. Yükleri dikey olarak hareket ettirirken ikinci bir dirsekli uygulama mevcuttur. Bir ray ve iki araba ile her iki yatak arabası da radyal yönde eşit şekilde yüklenebilir. Rulmanı veya taşıyıcıyı boyutlandırmak için, statik olarak en fazla strese maruz kalan kaydırıcının toplam yükü genellikle en kötü durum senaryosu olarak ayarlanır.

Rulmanları boyutlandırırken yük parametresini ve bunun ağırlık merkezine (CG) veya kütle merkezine olan mesafesini düzenleyin. Yük, hem statik hem de dinamik yüklemeyi içeren, sisteme uygulanan ağırlık veya kuvveti ifade eder. Statik yük selenin, yuva sabitleyicisinin, taşıma yükünün ve yatakların ağırlığından oluşur. Dinamik (veya kinetik) yükleme, yatak yüklü eyerle etkileşime girdiklerinde uygulanan yükleri hesaba katmalıdır. Normalde bu yük, rulmanlarda burulma gereksinimi doğurur. Selenin CG'si, yatak merkezlerinden belirli bir mesafede tek bir yük değeri sağlar.

Bu dinamik değerler ve statik yükleme değerleri daha sonra radyal (Corad), eksenel (Coax), "X" ekseni etrafında tork (Mx), "Y" ekseni etrafında tork (My) ve "Z" etrafında tork olarak organize edilebilir. eksen (Mz). Değişkenler daha sonra uygun taşıyıcı boyutunu seçmek için herhangi bir rulman boyutlandırma uygulamasının çoğunda kullanılabilir. Yükleme değerleri normalde statik olarak lb veya Newton (N) cinsinden, dinamik yükleme için ise lb veya Newton Metre (Nm) cinsinden sunulur.

Bireysel yüklerin merkezi, kılavuz yol sisteminin merkezine veya yatak merkezlerine göreceli bir mesafedir; toplam kütle, kılavuz raylara 1,5 inç (60 inç-lb/40 lb) CG mesafesine sahiptir. Özellikle sele hızlı bir şekilde hızlandırıldığında veya yavaşladığında, rulmanların 60 inç-lb'lik bir tork yükünü yönetmesi gerekecektir.

Hız:Hızın göz önünde bulundurulması kritik öneme sahiptir çünkü uygulanan yükler, sistemi sabit bir hızda harekete karşı hızlanma ve yavaşlama sırasında farklı şekilde etkiler. Hız genellikle inç/s olarak veya m/s cinsinden metrik eşdeğeri olarak sağlanır. Hareket profilinin türü gibi faktörler, istenen hıza veya döngü süresine ulaşmak için gereken ivmeyi belirler. Yük, trapezoidal bir hareket profilinde hızlı bir şekilde hızlanır ve ardından yavaşlamadan önce sabit bir hızda hareket eder. Ancak üçgen bir hareket profili hızlı bir şekilde hızlanır ve yavaşlar. Dahası, uygulamanın hızını hesaplarken, bir hareketin genel zamanlamasını elde etmek için gereken hızlanma ve yavaşlamanın yanı sıra en yüksek hareket hızını da göz önünde bulundurun.

Görev döngüsü:Görev döngüsü parametresi, selenin tam bir döngü boyunca tam hareketini dikkate almalıdır; bu genellikle istenen süre içinde strokun iki katı artı rölanti işlemleridir. Uygulamanın stroku, doğrusal bir yol boyunca tek yönde tam genel hareketin uzunluğudur. Tipik olarak görev döngüsü parametresi, dakika başına gereken döngü sayısı olarak düzenlenir.

Montaj alanı:Kılavuz ray ve eyer yataklarının montaj alanı, kılavuz sisteminin toplam uzunluğunun (OAL) ve ray ayrımının belirlenmesine yardımcı olur. Çoğu uygulamada, rulmanların çalışması için mümkün olan en geniş alanı dikkate almak en iyisidir. Basit çekmece kızaklarına benzer şekilde hareket eden teleskopik lineer rulmanlar kullanmadığınız sürece, kılavuz rayının OAL'sinin, rulman ayak izinin yanı sıra lineer hareketin strokunu da içermesi gerekir.

Montaj alanında ayrıca kılavuzun tutulması için alt tabakanın veya çerçeve sisteminin de hesaba katılması gerekir. Rulman ayak izi, bir doğrusal kılavuz boyunca bir taşıyıcının önünden en uzaktaki taşıyıcının arkasına kadar olan mesafedir. Hassasiyet açısından program gereksinimlerini uygun şekilde karşılamak için birçok profilli şaftın tamamen işlenmiş ve taşlanmış yüzeylere monte edilmesi gerekir. Diğer tasarımlar, kapasite veya sağlamlık kaybı olmadan doğrudan yapısal alüminyum veya boru şeklindeki çerçeveye uygulanabilir.

Oryantasyon:Yolların montaj yönü, yükleme parametresinin ayarlanması açısından kritik öneme sahiptir çünkü sele yatay, dikey, duvara montaj aparatı boyunca veya hatta ters konumda hareket edebilir. En iyi performansı elde etmek için uygulamanın yüklenmesini rulman sisteminin en güçlü kısmıyla yönetin. Örneğin, radyal bilyalı yataklı kaydırıcı, yükü eksenel olarak değil, radyal olarak taşıyacak şekilde yönlendirilmelidir.

Şimdi doğrusal kılavuz seçimi yapın

Bu, orta derecede tekrarlanabilirlik gerektiren, standart hafif tozla kirlenmiş bir ortam içeren bir uygulamanın örneğidir. Bu iki faktörden dolayı, sertleştirilmiş çelik yuvarlanma yolları üzerinde çalışan önceden yüklenmiş makaralı tabanlı bir rulman sistemi seçilmiştir. Hız hızlıdır ve maksimum kapasite seviyelerini zorlamaya gerek kalmadan daha uzun ömür elde edilebilir.

Genellikle 1 inç için. kılavuz yolu, düz yataklar 20 inç/s'yi, devridaimli bilya sistemleri 80 inç'i ve silindirler yaklaşık 200 inç/s'yi aşmamalıdır. 118 inçlik strokun tamamını 3 saniyede elde etmek için, her birini 0,5 saniyede 6 inç hızlandırıp yavaşlatacağız. Bu, 106 inçlik strokun ve 2 saniyenin hedef zamanlamaya ulaşmasını sağlar. Kılavuz yollarının her biri en az 162 inç uzunluğunda olmalıdır çünkü kılavuz yolu boyunca ilerleyen boyutta strok 118 inç ve eyer uzunluğu 44 inçtir. Bazen limit anahtarları, amortisörler veya sensörler için strokun her iki ucunda bir veya iki inç fazladan izin vermek yararlı olabilir.

Yatakların her biri 100 lb.'de eşit olarak yüklenecektir çünkü yataklar selenin her köşesine monte edilmiştir ve kütlenin ağırlık merkezi öne-arkaya ve soldan sağa ortalanmıştır. Rulman taşıyıcılarının her biri 500 lb'lik maksimum radyal yüklemeyi kaldırabilir; dolayısıyla rulmanlar toplam kapasitenin %20 ila %50'si aralığında yüklendiğinden yeterli ömür burada hesaplanır.