Скорочення часу проектування для лінійних систем руху

3 АКСІ ДЕРЖАВНА КОРОБКА

Час проектування можна скоротити, забезпечуючи довговічність та високу продуктивність.

Скорочення часу проектування є критичним для інженерії, оскільки результат - це менші витрати та швидший час на ринку. Час проектування часто включає низку заходів, що не вкладають у додану вартість, такі як повторний дизайн, надмірне проектування або повзучість обсягу, які можна звести до мінімуму, ретельно розуміючи всі критерії застосування та перевірка розрахунків та аналіз за допомогою параметричного тестування компонентів, модулів та повні збори з обладнанням для збору даних та виявляють прогнозовані результати ефективності за допомогою тестування.

Захопіть якомога більше відповідної інформації про додатки на початку, щоб уникнути необхідності повертатися назад і повторювати частини, якщо не весь процес проектування. Будьте обережні та готові до зміни обсягу. Використовуйте теоретичні розрахунки та аналізи для визначення найкращих початкових конструкцій, а потім порівняйте їх із тестовими вимірюваннями ключових атрибутів продуктивності на фактичному обладнанні. Підтвердьте результати тестів на лавці шляхом проведення циклів тестів у фактичних умовах поля.

Визначення вимог

Перший і дуже критичний крок майже кожного інженерного процесу - це визначення вимог до застосування. Кожен продукт може мати унікальний набір критеріїв, які впливатимуть на його продуктивність. Використання контрольного списку допоможе забезпечити розгляд параметрів, які в іншому випадку можуть бути не помічені.

Ключові дані про додатки в контрольному списку зразка можуть включати:

• Навантаження/швидкість (динамічна та статична)
• Напруга: 12, 24, 36, 48 VDC, 110, 220, VAC
• Напрямок навантаження
• Довжина інсульту
• Життєвий цикл/робочий цикл
• Екологічний
• Захист від кінця інформу: зчеплення? Обмежені вимикачі?
• Як буде контролюватись привід?
• Зворотній зв'язок
• UL, CSA, CE
• Інше: проконсультуйтеся з інженером додатків Actuator для отримання додаткових міркувань з дизайну.

Вибір правильної кульової гвинтової гвинта для конкретного застосування може вимагати ітеративного процесу для визначення найменшого конверта та найбільш економічного рішення. Для обчислення діаметра, свинцю та навантаження на підходящу кульову гвинтову збірку використовуються дизайнерське навантаження, лінійна швидкість та позиційна точність. Потім окремі компоненти кульового гвинта можуть бути обрані на основі життя, розмірних обмежень, конфігурації кріплення та умов навколишнього середовища.

Хороше місце для початку - це визначення напрямку та величини навантаження. Системна орієнтація може бути дуже важливою. З горизонтальною орієнтацією навантаження на привід дорівнює вазі корисного навантаження, в разі коефіцієнта тертя. З вертикальною орієнтацією навантаження приводу дорівнює вазі. Навантаження, що діють на лінійні підшипники та путівники, можуть бути вертикальними навантаженнями, горизонтальними навантаженнями або навантаженнями на крок, коченням або відбитком, або будь -якою їх комбінацією. Навантаження також можуть змінюватися за їх величиною та напрямком.

Отримані вектори навантаження на кожному підшипнику повинні бути встановлені з належної комбінації різних векторів навантаження, до яких піддається лінійна система підшипника, оскільки тривалість життя не може бути оцінена на основі лише загальних векторів навантаження на систему. Навантаження, до якого піддається кожен лінійний підшипник, називається еквівалентним навантаженням для цього, що задається. Потім система розміщується на основі розміру найбільш сильно завантаженого підшипника. Для отримання додаткової інформації про методи обчислення для еквівалентного навантаження див. На лінійні каталоги постачальників та керівництва.

Наприклад, куля -гвинт, наприклад, призначений для перенесення осьових навантажень, перекладу обертового руху на осьовий рух. Здатність кульового гвинта протистояти вигину під стислими навантаженнями називається його міцністю стовпця. Гвинт несе осьове навантаження, яке ефективно рівне за величиною і протилежним у напрямку до навантаження, наданого до кульової гайки - його взаємодоповнюючої частини - і пов'язаний геометрією проектування до крутного моменту водійського мотора. Загалом, міцність стовпця є обмежуючим проектним параметром, оскільки для більш тривалої довжини вона може бути набагато нижчою, ніж фактична міцність на стиск матеріалу. Оскільки співвідношення вільної довжини до діаметра тісно пов'язане з стовпчиком, то випливає, що для заданого діаметра, осьове навантажувальне навантаження кулькового гвинта залежить від його вільної довжини.

Життя лінійної системи руху можна передбачити на основі її оперативного профілю; Просто, скільки годин на день, дні на тиждень та тижні на рік буде запущений кульковий гвинт. Для більш складних додатків або більш вишуканого прогнозування життя потрібно побудувати детальний всебічний профіль руху, що руйнує рухи, в основному прямі сегменти. Кожен сегмент профілю руху потребує інформації щодо швидкості на початку та в кінці сегмента, тривалості часу сегмента та крутного моменту під час сегмента.

Визначте позиційну точність та повторюваність, яку вимагає ваша програма. Наприклад, дюймові кульові гвинти, як правило, виробляються у двох класах - точній та точній плюс. Кулькові гвинти точності будуть використовуватися в додатках, що вимагають відносно груби руху або тих, що використовують лінійний зворотний зв'язок для позиційного розташування. Кульові гвинти Precision Plus класу будуть використовуватися, коли повторне розташування в мікронах є критичним і не використовується лінійний пристрій зворотного зв’язку. Незважаючи на те, що гвинти точності мають більшу кумулятивну варіацію над корисною довжиною гвинта, то Precision Plus Grade Гвинти обмежують накопичення помилки свинцю, забезпечуючи більш точне розташування над усією корисною довжиною гвинта.

Розміри та вибір

Діаграми, що надаються постачальниками лінійних рухів руху, можуть бути ярликом, що заощаджує час, для належного розміру та вибору лінійних систем руху. Ми використаємо подачу з триоСісової зварювальної козла в якості прикладу, щоб продемонструвати, як вибрати гвинти та розмір кульових гвинтів за допомогою формул каталогів (мал. 2). Куровий гвинт проходить всю довжину осі x і підтримується на будь-якому кінці шляхом піднесених опор. Для простоти ми визначимо кріплення горіхів як фланцеві, матеріал як лепасову сталь, напрямок нитки як права, і серія продуктів-як метрика. Орієнтація системи в цьому додатку горизонтальна, з гвинтовою конструкцією, а довжина осі x-6 метрів. Він використовуватиме фіксовані кінці з термічно стійкою кількістю фланця.

Навантаження 2668,9 Ньютон (600 фунтів) застосовується за допомогою перевезення на рейках профілю. Довжина подорожі становить 4,5 м (177,165 ″), а непідтримувана довжина - 5,818 метрів (229,055 ″). Необхідна швидкість становить 0,1 метра в секунду (3,927 дюйма/сек), і необхідна прискорення ± 2,5 м/с2 (98,4 в/с2). Робочий цикл становить 8 годин на день, 5 днів на тиждень і 50 тижнів на рік із в середньому 10 циклів на годину. Життєва потреба становить 20 років для кульового гвинта та 5 років для компонентів. Додатковою вимогою є використання крокового двигуна через перевагу відділу електротехніки.

Далі ми вибираємо лінійні підшипники для осі x. Основними вимогами цієї програми є висока вантажопідйомність та висока жорсткість. Додаток має відносно довгу довжину подорожі 5,500 метрів (18 футів); Однак наявність гвинтів довжиною 6 метрів виключає потребу в з’єднаному прикладі. Низьке обслуговування є важливою вимогою цієї програми. Результатом цього стала вибір лінійних посібників із залізничного профілю 500 Series.

За допомогою цього вибору можна обчислити навантаження на кульові гвинти. Виходячи з цього завантаження, як вихідна точка вибирається кульова гайка Neff KGF-D. Цей кульний гайок має інтегральний фланець, інтегральний склоочисник та кріплення DIN 69051. Кульний гвинт має точність ± 50 мкм/300 мм точність.

Далі перевіряється вимога тривалості життя. Життя, як правило, оцінюється на L10, що представляє час, після чого 90% кульових гвинтів все ще будуть виконуватися. У цій програмі тривалість життя становить 1,035 752,6 років. Причина життя настільки висока полягає в тому, що ми вибрали кульковий гвинт на основі критичної швидкості, а не на житті.

Випробування запропонованої конструкції

Після того, як ви вибрали дизайн на основі розрахунків, вам потрібно перевірити, щоб переконатися, що ваші приміщення є правильними. Тестування призначене для підтвердження того, що запропоноване те, що було фактично проводиться, і, якщо це не так, для керування будь -якими коригувальними діями, які можуть знадобитися. Тестування перевірки повинно бути розроблено для відповіді на такі запитання, як:

• Чи відповідає готовий продукт специфікація дизайну?
• Чи послідовна продуктивність, в експериментальних межах, з теоретичними розрахунками, а якщо ні, то наскільки вона змінюється і чому?
• Чи забезпечує продукт необхідний рівень надійності?
• Які потенційні режими та точки відмови для продукту?
• Як поточне рішення порівнюється з альтернативами?

Для великих систем та машин ви можете почати з тестування компонентів перед тим, як переходити до тестування на лавці підрозділів, а потім нарешті до тестування повної збірки. На кожному етапі тестування результати тестування повинні бути переглянуті та порівнювати з теоретичними розрахунками, щоб переконатися, що конструкція знаходиться на правильному шляху, або розглянемо розумні можливості для вдосконалення. Тестування призначене для того, щоб виявити, що ми могли пропустити в наших розрахунках та моделюванні.

Налаштовані лінійні системи руху

Важливо також через процес розглянути питання про те, чи може бути більше сенсу придбати налаштовану лінійну систему руху, а не проектувати та зібрати власну. У цьому випадку ви б надали вимоги програми до лінійного інтегратора руху, такого як конфігурація кріпильності, вимоги щодо позиціонування, умови навколишнього середовища, умови завантаження, вимоги до переміщення та будь -які спеціальні міркування. Потім інтегратор, як правило, використовує веб-систему розміру та вибору для проектування та налаштування користувацької лінійної системи руху на основі вашого введення. Інтегратор часто може надати цитату та файл CAD запропонованої конструкції протягом 24 годин після вашого запиту. Вартість такої системи буде меншою, ніж вартість окремих компонентів у більшості випадків.

Такий підхід, як правило, може скоротити витрати на інженерну та збірку на 90% або більше і часто може забезпечити економію матеріальних витрат від 20 до 30%. Найголовніше, скорочуючи час, витрачений на розробку лінійних систем руху, ваші інженери витрачають менше часу на роботу в області поза їх основними компетентностями, і більше часу зосереджуючись на тому, що їм найкраще - загальна інтеграція системи.

Підсумовуючи це, скористайтеся всіма корисними ресурсами для економії часу дизайну. Не нехтує здатністю лінійних постачальників руху надавати налаштовані лінійні збори руху, які допоможуть вам зменшити інженерні та складання витрат. Оцініть альтернативи компонентів закупівлі порівняно з модулями, порівняно з повними системами з точки зору їх впливу на проект та час складання. Використовуйте, на вашу користь, всі доступні інструменти дизайну, такі як діаграми, формули, онлайн -системи вибору та 3D -моделі. Нарешті, залучайте технічну підтримку для використання їхнього досвіду продукції в стандартних, модифікованих стандартних та спеціальних рішень. Обов’язково підтвердьте, що постачальник має дані про перевірку/тестування/аналізу для спроби проекту та позиції проектування. Цей підхід може скоротити час проектування до мінімуму, забезпечуючи, що лінійні системи руху відповідають вимогам продуктивності та довговічності.

Час посади: 28-2022 рр.

Попередній: Що таке пульсація крутного моменту і як це впливає на лінійні програми руху?

Далі: Що таке лінійна інженерія дизайну руху?

Як ми можемо допомогти?

Електронна пошта ADDRSS

Телефон

Час проектування можна скоротити, забезпечуючи довговічність та високу продуктивність.