Якщо ви починаєте будувати машину чи пристрій, де також потрібен лінійний рух, ви швидко стикаєтеся з питанням про те, які лінійні напрямні рейки будуть найбільш придатними для використання. При дослідженні надзвичайно широкого асортименту напрямних на ринку, де є багато різних типів напрямних, розмірів, точності та різних цінових діапазонів, швидко виникає дилема щодо напрямних рейок обрати.

Дослідження та порівняння всіх можливих варіантів може бути дуже трудомістким і складним. Щоб допомогти вам з першими кроками у виборі лінійних напрямних, ми підготували кілька кроків та інструкцій, які можуть полегшити та прискорити процес вибору.

1. Перевірте, які лінійні напрямні використовуються в подібних машинах

Існує дуже висока ймовірність того, що хтось уже зробив машину чи пристрій, дуже схожий на ваш приклад. Тому має сенс зробити принаймні швидке дослідження як перший крок і спробувати отримати інформацію про лінійні напрямні, які використовуються в подібних машинах. Чим більше відомих виробників машин, тим більше ймовірно, що їхні інженери провели детальний аналіз і розрахунки при виборі напрямних і вибрали найбільш оптимальні напрямні, також з точки зору відповідної точності та жорсткості лінійні напрямні. Зазвичай такі посібники також багаторазово перевірені на практиці.

2. Оцінка навантажень у вашому випадку

На початку також необхідно хоча б приблизно оцінити навантаження на напрямні, які будуть виникати у вашому випадку. Найбільше або найбільш критичне навантаження зазвичай виникає в разі аварійної зупинки або зіткнення машини. У цьому випадку відбувається дуже швидка зупинка, яка викликає величезні зусилля на напрямних. Моментні навантаження, що виникають у такій ситуації, зазвичай є найбільш критичними. І тому в такому випадку має сенс зробити оцінку навантаження на лінійні напрямні.

3. Оцінка несучості лінійних напрямних рейок

Коли вам вдалося отримати інформацію про тип лінійних напрямних, які використовуються в подібних машинах, має сенс перевірити вантажопідйомність таких напрямних і порівняти їх з вашими навантаженнями. Що стосується вантажопідйомності лінійних напрямних, то найбільш критичною частиною зазвичай є лінійний підшипник, лінійна каретка, лінійна втулка… Тобто рухома частина вузла лінійної напрямної. А тому необхідно перевірити вантажопідйомність цієї деталі. Лінійні підшипники та каретки зазвичай мають коефіцієнт динамічної навантажувальної здатності C і коефіцієнт статичної навантажувальної здатності C0, вказані в каталогах. Саме ці два коефіцієнти використовуються у формулах для детального розрахунку ресурсу лінійних напрямних. Для першої дуже грубої оцінки ми можемо прийняти 10-20% значення динамічної навантажувальної здатності C, як навантажувальної здатності для випадків динамічного руху. Якщо у нас надзвичайно повільний рух, ми можемо безпосередньо взяти повне значення C0 як дуже приблизну оцінку вантажопідйомності. Наведена вище оцінка стосується випадків навантажень стискання та розтягу на напрямну, а не моментних навантажень. Лінійні підшипники і каретки значно гірше переносять моментні навантаження, ніж стиск і розтяг. Тому найдоцільніше позбутися їх за допомогою правильного розміщення напрямних (2x паралельна напрямна + 4x лінійний підшипник або каретка (2x на кожну напрямну)).

4. Розрахунок ресурсу лінійних напрямних

За допомогою попередніх кроків ми прийшли до основного вибору лінійних напрямних рейок і лінійних блоків, використовуючи дуже грубі методи. Для остаточного вибору або підтвердження вибраних напрямних і лінійних блоків необхідно розрахувати термін служби, який покаже, чи будуть вибрані напрямні мати очікуваний термін служби і, отже, придатні для використання. У розрахунку крім даних про фактичне навантаження враховуються інші фактори, такі як тип навантаження, розташування, швидкість, вібрація, температура, чистота робочого середовища… Детальні інструкції та рекомендації щодо розрахунку наведені в каталогах виробників. Як показує наш досвід, німецькі виробники лінійних напрямних рейок Bosch-Rexroth надають найкращі інструкції для розрахунку у своїх каталогах. Однак існує також багато онлайн-конфігураторів, які можуть допомогти вам з розрахунком і вибором.

5. Вибір виробника або марок лінійних напрямних

Багато лінійних напрямних виготовляються відповідно до стандартів або виробляються різними виробниками з ідентичними розмірами ключа та дуже схожими характеристиками та навантажувальною здатністю, що забезпечує взаємозамінність між різними виробниками напрямних. Звичайно, кожного разу необхідно перевіряти та порівнювати всі ключові розміри, коефіцієнти навантаження, а також порівнювати класи точності. Однак на цьому етапі слід зауважити, що у випадку рейкових напрямних лінійні каретки та напрямні мають бути від одного виробника.