Le guide lineari, note anche come guide lineari o guide lineari, vengono utilizzate per supportare un movimento stabile e preciso lungo un percorso rettilineo. Un adattoselezione della guida linearepuò migliorare la rigidità della macchina, la precisione di posizionamento, la scorrevolezza e la durata.
Quando si progetta un sistema di movimento lineare, acquirenti e ingegneri non dovrebbero scegliere una guida solo in base alle dimensioni. Il carico, la forza del momento, la disposizione di installazione, la velocità, l'accelerazione, il grado di precisione, il precarico, la lunghezza della corsa e le condizioni ambientali devono essere controllati insieme.
Questa guida spiega sei passaggi essenziali perprogettazione di guide linearie selezione, tra cui capacità di carico, layout di installazione, velocità, grado di precisione, lunghezza della corsa e ambiente di lavoro.
Cosa è incluso in un sistema di guida lineare?
Un tipico sistema di guida lineare comprende una guida, uno o più blocchi di guida, elementi volventi, cappucci terminali, guarnizioni, lubrificazione e una superficie di montaggio adeguatamente preparata. Il blocco si muove lungo la rotaia tramite sfere o rulli a ricircolo, che aiutano a ridurre l'attrito e fornire un movimento lineare stabile.
Per le guide lineari a sfere, il sistema solitamente comprende un blocco carrello, una guida, ricircolo di sfere, percorso di ritorno delle sfere, guarnizioni e fori di montaggio. La qualità della rotaia, del blocco, della rettifica, del precarico e della superficie di installazione influiscono tutti sulle prestazioni finali.
Panoramica sulla selezione della guida lineare in 6 fasi
Prima di procedere con ciascuna fase, la tabella seguente fornisce una rapida panoramica dei punti principali in modo praticoguida alla selezione della guida lineare.
| Fare un passo | Cosa controllare | Perché è importante |
|---|---|---|
| 1. Capacità di carico | Carico statico, carico dinamico e carico momento | Influisce sulle dimensioni della guida, sul numero del blocco e sulla durata |
| 2. Layout e installazione | Guida singola, guida doppia, planarità di montaggio e allineamento | Influisce sulla rigidità, sulla scorrevolezza e sulla precisione di funzionamento finale |
| 3. Velocità e accelerazione | Velocità massima, accelerazione, ciclo di lavoro e condizioni di carico | Influisce sulla lubrificazione, sul calore, sul rumore e sulla stabilità del movimento |
| 4. Precisione e precarico | Grado di precisione, livello di precarico, ripetibilità e rigidità | Influisce sulla precisione del posizionamento, sull'attrito e sul controllo delle vibrazioni |
| 5. Lunghezza del viaggio | Corsa, lunghezza della rotaia, lunghezza del blocco e giunzione della rotaia | Influisce su layout, supporto e stabilità-durante i viaggi lunghi |
| 6. Ambiente | Polvere, trucioli, liquido refrigerante, umidità, corrosione e condizioni di pulizia | Influisce su guarnizioni, tergicristalli, rivestimenti, lubrificazione e manutenzione |
Passaggio 1: valutare le capacità di carico statico, dinamico e momento
Il carico che un sistema di guida lineare deve sopportare è il primo fattore da verificare. Potrebbe essere necessario che una rotaia di guida e un blocco supportino un peso stazionario, un carico in movimento, una forza di accelerazione, una forza laterale o un momento di carico causato da un centro di carico sfalsato.
I produttori solitamente forniscono il coefficiente di carico statico, il coefficiente di carico dinamico e il coefficiente di carico del momento per ciascun modello di guida. Questi valori aiutano gli ingegneri a selezionare la dimensione della rotaia, la dimensione del bozzello, il livello di precarico e la quantità di bozzelli adatti.
| Tipo di carico | Cosa significa | Nota sulla selezione |
|---|---|---|
| Carico statico C0 | Caricare quando il sistema è fermo | Importante per impianti pesanti, supporto verticale o macchine con tempi di attesa prolungati |
| Carico dinamico C | Carico durante il movimento | Importante per la velocità, l'accelerazione, il movimento ripetuto e la durata |
| Carico del momento | Forza di beccheggio, rollio o imbardata che agisce sul blocco guida | Potrebbe richiedere due binari, più blocchi o una spaziatura dei blocchi più ampia |
Se la guida lineare può subire carichi di momento, una configurazione a doppio-binario può aiutare a distribuire le forze su più binari e blocchi. Ciò riduce lo stress su un singolo blocco e aiuta a prolungare la vita del sistema.
Dovrebbe essere controllata anche la direzione del carico. Un carico direttamente sopra la rotaia è diverso da un carico a sbalzo. Quando il centro del carico è lontano dal blocco guida, il momento del carico può diventare più importante del carico verticale.
Passaggio 2: verificare il layout e le condizioni di installazione
Dopo aver valutato il carico, è necessario controllare la disposizione del sistema di guida lineare. Un singolo binario può essere sufficiente per semplici spostamenti-leggeri. Per piattaforme larghe, carichi sfalsati o carichi a momento elevato, due binari o più blocchi di guida sono generalmente più stabili.
Anche la qualità dell'installazione è una parte fondamentaleselezione della guida lineare. Anche una guida di alta-qualità può diventare rumorosa, stretta o imprecisa se la superficie di montaggio non è piana o le guide non sono allineate correttamente.
Importanti controlli di installazione includono:
Planarità e pulizia della superficie di montaggio.
Parallelismo tra due rotaie.
Sequenza e coppia di serraggio dei bulloni corrette.
Movimento del blocco guida dopo il serraggio finale.
Spazio sufficiente per finecorsa, sensori, lubrificazione e manutenzione.
Passaggio 3: considerare i requisiti di velocità e accelerazione
La velocità e l'accelerazione possono restringere il campo di selezione di un sistema di guida lineare. Una guida che funziona bene a bassa velocità potrebbe non essere adatta per movimenti alternativi ad alta-velocità o per accelerazioni e decelerazioni frequenti.
Le tipiche guide lineari DLY hanno una velocità massima consentita di3–5 m/se accelerazione fino a300 m/s². La scelta effettiva dovrebbe comunque considerare carico, corsa, lubrificazione, tipo di guida, precarico e rigidità della macchina.
L'alta velocità può richiedere un attrito inferiore, una lubrificazione adeguata, guarnizioni adeguate e un'attenta selezione del precarico. Un'elevata accelerazione può aumentare la forza dinamica, le vibrazioni e il carico d'impatto, pertanto è necessario controllare di conseguenza le dimensioni della guida e la disposizione dei blocchi.
Passaggio 4: determinare il grado di precisione e il precarico
Il grado di precisione e il precarico influiscono sulla precisione di posizionamento, ripetibilità, rigidità, attrito e scorrevolezza. Applicazioni diverse richiedono livelli diversi di precisione e precarico.
I gradi di precisione della guida lineare spesso includonoC, H, P, SP e SU, che vanno dallo standard all'ultra-precisione. Le guide lineari DLY vengono generalmente utilizzateHEPgradi di precisione e gradi più elevati comeSPESUpossono anche essere forniti in base ai requisiti di progetto.
Il precarico è il carico interno applicato agli elementi volventi per ridurre il gioco e migliorare la rigidità. Tuttavia, il precarico non dovrebbe essere scelto il più alto possibile. Un precarico eccessivo può aumentare l'attrito, il calore e il carico del motore.
| Applicazione | Precisione/Direzione del precarico | Idea di selezione |
|---|---|---|
| Automazione generale | Grado H o precisione normale, precarico da basso a medio | Bilancia costi, fluidità e ripetibilità |
| Gestione ad alta-velocità | Precarico basso o precarico leggero | Ridurre l'attrito, il calore e la resistenza alla corsa |
| Macchine utensili CNC | Grado P o superiore, precarico da medio ad alto | Migliorare la rigidità, la precisione e la resistenza alle vibrazioni |
| Attrezzature di precisione | P, SP o UP a seconda delle esigenze | Abbina l'accuratezza del posizionamento e l'obiettivo di ripetibilità |
| Macchine per carichi pesanti- | Guida di dimensioni maggiori e precarico adeguato | Evitare il sovraccarico mantenendo la rigidità |
Passaggio 5: determinare la lunghezza del viaggio e la disposizione dei binari
La lunghezza della corsa influisce sulla lunghezza del binario, sulla disposizione dei blocchi, sul supporto della base, sulla disposizione dei cavi e sulla precisione dell'installazione. La lunghezza della rotaia non deve essere confusa con la corsa effettiva.
La corsa effettiva è la distanza effettiva del movimento. La lunghezza della guida deve includere anche la lunghezza del blocco guida, la spaziatura dei blocchi se vengono utilizzati più blocchi, i margini di sicurezza, i finecorsa e lo spazio di installazione.
Se il viaggio totale supera4000 mm, potrebbero essere necessari collegamenti di giunzione delle ferrovie per ottenere transizioni fluide e movimento continuo lungo l'intera corsa. In questo caso, è necessario controllare attentamente l'allineamento del giunto, la rettilineità della rotaia, la planarità del montaggio e il movimento del blocco attraverso il giunto.
Nota pratica:
Per i sistemi a corsa lunga-, la selezione della lunghezza della rotaia deve essere controllata insieme alla rigidità della base, alla protezione durante il trasporto, alla planarità di installazione, al parallelismo della doppia-rotaia e all'accesso alla lubrificazione.
Passaggio 6: selezionare le guide in base alle condizioni ambientali
L'ambiente di lavoro influisce direttamente sulle prestazioni e sulla durata della guida. Polvere, trucioli, liquido refrigerante, umidità, corrosione e variazioni di temperatura possono influenzare la selezione della guida finale.
Per ambienti polverosi o che producono scheggiature-, sono importanti guarnizioni, tergicristalli, coperture e una lubrificazione regolare. Per ambienti umidi o corrosivi, possono essere prese in considerazione rotaie rivestite in acciaio inossidabile-resistente alla corrosione come le opzioni cromate-placcate.
Dopo il montaggio è opportuno verificare il parallelismo e la spinta lungo tutta la corsa. Se la misurazione diretta non è possibile, il test della forza di spinta può essere utilizzato come metodo pratico. La forza dovrebbe rimanere all'interno di circa20%su tutta la gamma. Picchi improvvisi possono indicare un disallineamento e richiedere una ricalibrazione.
| Ambiente | Possibile problema | Direzione Selezione/Manutenzione |
|---|---|---|
| Polvere o trucioli | Danni alle piste, rumore e usura più rapida | Utilizzare guarnizioni, pulitori, coperture e una pulizia regolare |
| Liquido refrigerante o umidità | Ruggine, vaiolatura e problemi di lubrificazione | Prendi in considerazione il rivestimento, l'acciaio inossidabile o la manutenzione anti-ruggine |
| Ad alta velocità | Richiesta di calore, rumore e lubrificazione | Scegliere il precarico e il lubrificante adatti |
| Uso in camera bianca o di precisione | Controllo delle particelle e requisiti di levigatezza | Controllare il grado di precisione, il lubrificante, il materiale e il trattamento superficiale |
Errori comuni nella selezione della guida lineare
Molti problemi nei sistemi di guida lineare derivano da una selezione incompleta. La guida potrebbe sembrare corretta in base al numero di modello, ma l'applicazione effettiva potrebbe richiedere quantità di blocchi, precarico, grado di precisione o protezione diversi.
Selezionando solo in base alla larghezza della rotaia.
La larghezza della rotaia non definisce completamente la capacità di carico, la capacità di momento, la rigidità o la durata di servizio.
Ignorando il momento del carico.
Un carico sfalsato può creare momenti di beccheggio, rollio o imbardata che richiedono due rotaie o più blocchi.
Scelta del precarico eccessivo.
Un precarico eccessivo può aumentare l'attrito, il calore, il carico del motore e l'usura.
Non controllare la planarità del montaggio.
Superfici di montaggio inadeguate possono causare rumore, movimenti stretti, precarico irregolare e una durata utile più breve.
Utilizzo della protezione standard in ambienti difficili.
Polvere, liquido refrigerante o corrosione possono richiedere guarnizioni, raschiatori, coperture, rivestimenti o materiali speciali.
Ignorando i dettagli di installazione-per viaggi lunghi.
I binari lunghi e quelli uniti richiedono un accurato test di allineamento, supporto e movimento.
Riferimento guida lineare DLY
Forniture DLYguide linearie abbinatoblocchi di guida lineareper diversi requisiti di carico, velocità, precisione e installazione.
I gradi di precisione comuni includonoHEPe gradi più alti comeSPESUpossono anche essere forniti in base ai requisiti di progetto. Quando si seleziona una guida, è necessario confermare insieme la direzione del carico, la velocità, la lunghezza della corsa, il precarico, la lunghezza della rotaia e l'ambiente di lavoro.
Conclusione
Correttoselezione della guida linearerichiede più della semplice scelta della dimensione del binario. Carico statico, carico dinamico, carico momento, disposizione, planarità di installazione, velocità, accelerazione, grado di precisione, precarico, lunghezza della corsa e ambiente influiscono tutti sulle prestazioni finali.
Per l'automazione generale, può essere sufficiente una guida lineare standard a sfere con precisione e precarico adeguati. Per le macchine utensili, le attrezzature di precisione, i sistemi ad alta-rigidità o le macchine-a corsa lunga, è necessario prestare maggiore attenzione al calcolo del carico, al precarico, alla disposizione delle rotaie, all'allineamento dell'installazione e alla protezione dell'ambiente.
Seguire questi sei passaggi può aiutare a ridurre gli errori di selezione e a migliorare la-stabilità a lungo termine di un sistema di movimento lineare.
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