Systémy lineárneho pohybu vyzerajú jednoducho, keď sú nové: koľajnica, vozík, motor a vedenie. Ale keď stroj začne vibrovať, preskakovať alebo sa opotrebováva už po niekoľkých mesiacoch, príčina môže byť často vysledovaná v rozhodnutiach o veľkosti a výbere, ktoré boli urobené pred objednaním prvého komponentu. Záver z desaťročí skúseností s konštrukciou strojov je jasný: lineárny pohybový systém nemôžete dimenzovať len podľa nosnosti. Potrebujete štruktúrovanú metódu, ktorá pokrýva všetky prevádzkové podmienky, a potrebujete ložiská, ktoré sú prispôsobené týmto podmienkam.
Rámec LOTPED pre výber lineárneho pohybu
LOTPED je skratka, ktorá vystihuje sedem základných faktorov: zaťaženie, orientácia, rýchlosť, cestovanie, presnosť, prostredie a pracovný cyklus. Je to osvedčený rámec, pretože núti dizajnéra pozerať sa na systém ako na celok. Každý faktor sa dá ľahko prehliadnuť jednotlivo, ale spoločne určujú namáhanie, ktoré musia ložiská, koľajnice a komponenty pohonu zvládnuť. Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje, čo od vás jednotlivé faktory vyžadujú, aby ste definovali predtým, ako začnete s výpočtom.
| Faktor | Kľúčová otázka | Vplyv na výber |
|---|---|---|
| Načítať | Akú váhu a vonkajšie sily unesie systém? | Určuje veľkosť ložiska, veľkosť koľajnice a krútiaci moment pohonu. |
| Orientácia | Je os horizontálna, vertikálna alebo šikmá? | Mení spôsob, akým gravitácia pridáva alebo uberá od zaťaženia. |
| Rýchlosť | Aké maximálne a priemerné rýchlosti sú požadované? | Ovplyvňuje zotrvačnosť, krútiaci moment zrýchlenia a limity otáčok ložiska. |
| Cestovanie | Aká je celková dĺžka zdvihu? | Určuje dĺžku koľajnice, vedenie káblov a ohyb. |
| Presnosť | Aká opakovateľnosť polohy je potrebná? | Riadi tolerančnú triedu, predpätie a priamosť koľajnice. |
| Životné prostredie | Prach, vlhkosť, teplota, chemikálie? | Vyberá tesnenia, nátery a mazanie. |
| Pracovný cyklus | Koľko cyklov za hodinu a koľko hodín denne? | Kontroluje životnosť a intervaly údržby. |
Zaťaženie a orientácia
Záťaž nie je len hmota, ktorá sa pohybuje. Zahŕňa rezné sily, upínacie sily, akceleračné sily a akékoľvek excentrické momenty. Bežnou chybou je použitie iba ustálenej hmotnosti, pričom sa zabúda, že zrýchlenie môže zdvojnásobiť alebo strojnásobiť účinnú silu na vozík. Orientácia je dôležitá, pretože vertikálna os má gravitáciu, ktorá sa pridáva k zaťaženiu pri zdvihu nadol a odpočítava pri zdvihu nahor; horizontálna os rozdeľuje zaťaženie na vozík odlišne. Pre kompaktnú prizmatickú os nesú väčšinu zaťaženia valivé prvky, a to je miesto, kde a lineárne ložisko navrhnuté pre hladký pohyb s nízkym trením priamo zlepšuje opakovateľnosť a znižuje krútiaci moment pohonu.
Veľkoobchodný závod lineárnych ložísk, výrobcovia - Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je Čína veľkoobchodný výrobca lineárnych ložísk a továreň na lineárne ložiská, Zobraziť produkt → Rýchlosť, cestovanie a presnosť
Rýchlosť ovplyvňuje zotrvačné sily pri zrýchľovaní a spomaľovaní. Vozík pohybujúci sa rýchlosťou 2 m/s s užitočným zaťažením 50 kg vyžaduje výrazne vyššiu hnaciu silu ako rovnaká jednotka pohybujúca sa rýchlosťou 0,2 m/s. Táto hnacia sila sa musí prenášať cez ložisko alebo vodiace prvky, takže vyššie rýchlosti zvyčajne vyžadujú väčšie ložiská a užšie tolerancie. Dĺžka pojazdu mení ohybový moment na koľajnici a požadovanú priamosť. Dlhý ťah tiež prináša praktické obavy týkajúce sa správy a podpory káblov. Presnosť nie je jedno číslo: zahŕňa presnosť polohovania, opakovateľnosť a vôľu. Systém, ktorý potrebuje opakovateľnosť iba 0,1 mm, nebude vyžadovať rovnakú triedu tolerancie ako systém, ktorý potrebuje 0,01 mm. Včasné definovanie triedy presnosti zabráni platbe za triedu sprievodcu, ktorá je oveľa drahšia, ako proces potrebuje.
Životné prostredie a pracovný cyklus
Špina, chladiaca kvapalina, kolísanie teploty a umývacie chemikálie napádajú povrchy ložísk. Utesnené ložisko so správnym mazivom vydrží oveľa dlhšie ako otvorené ložisko v prašnom závode. Lineárne vedenia sú bežné v ložiská dopravníkového systému , kde sú prachové a nárazové zaťaženia konštantné; rovnaká úvaha platí pre akúkoľvek lineárnu os. Používa sa veľa vodiacich kolies Guľkové ložiská série 6000 s dvojitým kontaktom a utesnením najmä preto, že ich tesnenia chránia valivé prvky pred znečistením. Pracovný cyklus je dôležitý, pretože únavová životnosť je funkciou nahromadeného stresu; stroj, ktorý beží na tri zmeny, bude potrebovať väčšie ložisko ako stroj, ktorý beží prerušovane. Prostredie tiež ovplyvňuje výber mazania: plastické mazivo pre potraviny, mazivo pre nízke teploty a mazivo pre vysoké teploty nie sú zameniteľné.
Veľkoobchodná séria 6000 Dvojkontaktné tesnenia Guličkové ložisko s hlbokou drážkou Factory, Manufa Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je veľkoobchodný čínsky výrobca guličkových ložísk série 6000 s dvoma kontaktnými tesneniami s hlbokou drážkou a séria 6000... Zobraziť produkt → Výpočty veľkosti a odhad životnosti
Akonáhle sú faktory LOTPED definované, môžete prejsť od kvalitatívneho výberu ku kvantitatívnemu určovaniu veľkosti. Všeobecný proces prebieha podľa týchto krokov:
- Rozložte aplikované sily na radiálne a axiálne zložky pôsobiace na najviac zaťažený vozík alebo ložiskový blok.
- Vynásobte vypočítanú záťaž aplikačným faktorom (zvyčajne 1,2 až 2,0), aby ste zohľadnili otrasy a vibrácie.
- Vypočítajte ekvivalentné dynamické zaťaženie na základe skutočného pomeru axiálneho a radiálneho zaťaženia pomocou rovníc výrobcu ložiska.
- Vyberte predbežnú veľkosť koľajnice a vozíka s hodnotou dynamického zaťaženia, ktorá je vyššia ako požadovaná hodnota.
- Vypočítajte životnosť L10 pomocou rovnice životnosti výrobcu a preveďte životnosť na vzdialenosť na prevádzkové hodiny pomocou rýchlosti a pracovného cyklu.
- Skontrolujte statický bezpečnostný faktor pri maximálnom stacionárnom zaťažení, vrátane predpätia a montážneho napätia.
Pretože životnosť L10 je vyjadrená vo vzdialenosti alebo cykloch, musíte ju prepočítať na hodiny pomocou rýchlosti a pracovného cyklu. Mnoho zlyhaní poľa nie je spôsobených nesprávnymi vzorcami, ale nesprávnymi vstupmi: hodnota zaťaženia, ktorá vynecháva zrýchlenie, orientácia, ktorá ignoruje gravitáciu, alebo pracovný cyklus, ktorý predpokladá dokonalé podmienky. Statický bezpečnostný faktor vždy prehodnoťte pri najhoršom prípade stacionárneho zaťaženia. Zvážte aj faktor kontaktu: keď sú dve koľajnice namontované vedľa seba a rozloženie zaťaženia nie je dokonale vyvážené, efektívna kapacita každej koľajnice je nižšia ako katalógová hodnota. Ak používate jednu koľajnicu s dvoma blokmi, rozhodujúcim faktorom sa stáva momentová kapacita koľajnice.
Inštalačné tolerancie a montáž
Výber nekončí pri katalógovom čísle. Inštalačné tolerancie určujú, či zvolený systém funguje podľa výpočtu. Koľajnica musí byť namontovaná na opracovanom povrchu, ktorý spĺňa špecifikovanú rovinnosť. Skrutky vozíka musia byť utiahnuté v správnom poradí a dve koľajnice musia byť rovnobežné v rámci tolerancie výrobcu. Nesprávne zarovnanie vytvára zaťaženie okrajov, ktoré môže znížiť vypočítanú životnosť o rád. Pred dokončením návrhu skontrolujte, či je montážna plocha dostatočne pevná. Zvážte odporúčané spôsoby upevnenia: tlačné dosky, nastavovacie skrutky a kužeľové lišty majú rôznu tuhosť a nastaviteľnosť. Niekoľko minút strávených nad montážnym výkresom ušetrí hodiny neskoršej korekcie poľa.
Spolupráca s výrobcom ložísk pre lineárne systémy
Dokonca aj starostlivo dimenzované lineárne vedenie bude fungovať zle, ak ložisko vo vnútri nie je prispôsobené aplikácii. To je dôvod, prečo je dobre informovaný dodávateľ ložísk praktickým prínosom vo fáze návrhu. Výrobca s vlastným dizajnom, automatizovanou výrobou a systémami kvality ISO/TS16949 vám môže pomôcť vybrať zo štandardných sérií alebo špecifikovať neštandardné otvory, tesnenia a materiály. Pre aplikácie, ktoré vyžadujú samosvorné ložisko v kryte, an Ložisko so zaisťovacou skrutkou série UC je dobrým príkladom komponentu, ktorý spája jednoduchosť montáže a spoľahlivý prenos krútiaceho momentu. Podobne aj dodávateľ, ktorý aj vyrába ložiská elektromotora má tendenciu chápať rýchlostné limity, nárast teploty a reguláciu vibrácií, čo sú rovnaké problémy pri lineárnom pohybe. Spoločnosť s exportnými skúsenosťami z viac ako 50 krajín tiež pravdepodobne podporí medzinárodných výrobcov strojov konzistentnou kvalitou a dokumentáciou.
Veľkoobchodná vložka UC Set Screw Locking Bearing Series Factory, výrobcovia - Ni Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je čínsky veľkoobchodný výrobca ložísk s uzamykacou vložkou s nastavovacou skrutkou UC a uzamykacou vložkou s nastavovacou skrutkou UC... Zobraziť produkt → Najspoľahlivejším spôsobom dimenzovania a výberu lineárneho pohybového systému je skombinovať štruktúrovaný rámec ako LOTPED s starostlivým výpočtom a poctivým výrobným vstupom. Pred prezeraním katalógov definujte zaťaženie, orientáciu, rýchlosť, dráhu, presnosť, prostredie a pracovný cyklus. Preveďte tieto vstupy na ekvivalentné zaťaženie, vypočítajte požadované dynamické hodnotenie, overte faktor statickej bezpečnosti a potom vyberte ložiská a koľajnice, ktoré možno nainštalovať v rámci skutočných tolerancií vášho stroja. Keď to urobíte, lineárny systém bude fungovať podľa plánu a ložiská v ňom vydržia.
