Systémy lineárního pohybu vypadají jednoduše, když jsou nové: kolejnice, vozík, motor a vedení. Ale když stroj začne vibrovat, přeskakovat nebo se opotřebovávat již po několika měsících, příčinu lze často vysledovat v rozhodnutích o dimenzování a výběru učiněných před objednáním první součásti. Závěr z desetiletí zkušeností s konstrukcí strojů je jasný: nelze dimenzovat lineární pohybový systém pouze podle nosnosti. Potřebujete strukturovanou metodu, která pokryje všechny provozní podmínky, a potřebujete ložiska, která jsou přizpůsobena těmto podmínkám.
Rámec LOTPED pro výběr lineárního pohybu
LOTPED je zkratka, která vystihuje sedm základních faktorů: zatížení, orientace, rychlost, cestování, přesnost, prostředí a pracovní cyklus. Je to osvědčený framework, protože nutí designéra dívat se na systém jako na celek. Každý faktor lze jednotlivě snadno přehlédnout, ale společně určují namáhání, které musí ložiska, kolejnice a součásti pohonu zvládnout. Níže uvedená tabulka shrnuje, co od vás jednotlivé faktory vyžadují, abyste definovali, než začnete s výpočtem.
| Faktor | Klíčová otázka | Vliv na výběr |
|---|---|---|
| Načíst | Jakou váhu a vnější síly systém unese? | Určuje velikost ložiska, velikost kolejnice a hnací moment. |
| Orientace | Je osa vodorovná, svislá nebo šikmá? | Mění, jak gravitace přidává nebo ubírá od zatížení. |
| Rychlost | Jaké maximální a průměrné rychlosti jsou požadovány? | Ovlivňuje setrvačnost, točivý moment zrychlení a limity otáček ložisek. |
| Cestování | Jaká je celková délka zdvihu? | Určuje délku kolejnice, vedení kabelů a flex. |
| Přesnost | Jaká opakovatelnost polohy je potřeba? | Řídí třídu tolerance, předpětí a přímost kolejnice. |
| Životní prostředí | Prach, vlhkost, teplota, chemikálie? | Vybírá těsnění, povlaky a mazání. |
| Pracovní cyklus | Kolik cyklů za hodinu a kolik hodin denně? | Kontroluje životnost a intervaly údržby. |
Zatížení a orientace
Náklad není jen pohybující se hmota. Zahrnuje řezné síly, upínací síly, zrychlovací síly a jakékoli excentrické momenty. Častou chybou je použití pouze hmotnosti v ustáleném stavu, přičemž se zapomíná, že zrychlení může zdvojnásobit nebo ztrojnásobit účinnou sílu na vozík. Na orientaci záleží, protože svislá osa má gravitaci, která se přidává k zatížení při zdvihu směrem dolů a odečítá při zdvihu směrem nahoru; horizontální osa rozděluje zatížení různě po vozíku. U kompaktní prizmatické osy nesou většinu zatížení valivá tělesa, a to je místo lineární ložisko navržené pro hladký pohyb s nízkým třením přímo zlepšuje opakovatelnost a snižuje hnací moment.
Velkoobchodní továrna na lineární ložiska, výrobci - Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je Čína Velkoobchodní výrobce lineárních ložisek a továrna na lineární ložiska, Zobrazit produkt → Rychlost, cestování a přesnost
Rychlost ovlivňuje setrvačné síly při zrychlování a zpomalování. Vozík pohybující se rychlostí 2 m/s s užitečným zatížením 50 kg vyžaduje výrazně vyšší hnací sílu než stejná jednotka pohybující se rychlostí 0,2 m/s. Tato hnací síla musí být přenášena přes ložisko nebo vodicí prvky, takže vyšší rychlosti obvykle vyžadují větší ložiska a užší tolerance. Délka pojezdu mění ohybový moment na kolejnici a požadovanou přímost. Dlouhý tah také zavádí praktické obavy týkající se správy a podpory kabelů. Přesnost není jedno číslo: zahrnuje přesnost polohování, opakovatelnost a vůli. Systém, který potřebuje opakovatelnost pouze 0,1 mm, nebude vyžadovat stejnou třídu tolerance jako systém, který potřebuje 0,01 mm. Včasné definování třídy přesnosti zabrání placení za stupeň průvodce, který je mnohem dražší, než proces potřebuje.
Prostředí a pracovní cyklus
Nečistoty, chladicí kapalina, teplotní výkyvy a oplachové chemikálie napadají povrchy ložisek. Utěsněné ložisko se správným mazivem vydrží mnohem déle než otevřené v prašném závodě. Lineární vedení jsou běžná v ložiska dopravníkového systému , kde jsou prachové a rázové zatížení konstantní; stejná úvaha platí pro jakoukoli lineární osu. Používá se mnoho vodicích kol Kuličková ložiska s dvojitým kontaktem a těsněním řady 6000 zejména proto, že jejich těsnění chrání valivá tělesa před znečištěním. Pracovní cyklus je důležitý, protože únavová životnost je funkcí akumulovaného stresu; stroj, který běží na tři směny, bude potřebovat větší ložisko než ten, který běží přerušovaně. Prostředí také ovlivňuje volbu mazání: plastické mazivo potravinářské kvality, mazivo pro nízké teploty a mazivo pro vysoké teploty nejsou zaměnitelné.
Velkoobchod Series 6000 Dvoukontaktní těsnění Kuličková ložiska s hlubokou drážkou Factory, Manufa Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je čínský velkoobchod s dvoukontaktními těsněními řady 6000 s hlubokou drážkou kuličkových ložisek a výrobci dvoukontaktních ložisek řady 6000... Zobrazit produkt → Výpočty velikosti a odhad životnosti
Jakmile jsou faktory LOTPED definovány, můžete přejít od kvalitativního výběru ke kvantitativnímu dimenzování. Obecný proces se řídí těmito kroky:
- Rozložte působící síly na radiální a axiální složky působící na nejvíce zatížený vozík nebo ložiskový blok.
- Vynásobte vypočítané zatížení aplikačním faktorem (obvykle 1,2 až 2,0), abyste zohlednili rázy a vibrace.
- Vypočítejte ekvivalentní dynamické zatížení na základě skutečného poměru axiálního a radiálního zatížení pomocí rovnic výrobce ložisek.
- Vyberte předběžnou velikost kolejnice a vozíku s hodnotou dynamického zatížení, která je vyšší než požadovaná hodnota.
- Vypočítejte životnost L10 pomocí rovnice životnosti výrobce a převeďte životnost na vzdálenost na provozní hodiny pomocí rychlosti a pracovního cyklu.
- Zkontrolujte statický bezpečnostní faktor při maximálním stacionárním zatížení, včetně předpětí a montážního napětí.
Protože životnost L10 je vyjádřena ve vzdálenosti nebo cyklech, musíte ji převést na hodiny pomocí rychlosti a pracovního cyklu. Mnoho poruch v poli není způsobeno špatnými vzorci, ale špatnými vstupy: hodnota zatížení, která vynechává zrychlení, orientace, která ignoruje gravitaci, nebo pracovní cyklus, který předpokládá dokonalé podmínky. Vždy přehodnoťte součinitel statické bezpečnosti při nejhorším stacionárním zatížení. Zvažte také faktor kontaktu: když jsou dvě kolejnice namontovány vedle sebe a rozložení zatížení není dokonale vyvážené, efektivní kapacita každé kolejnice je nižší než katalogová hodnota. Pokud používáte jednu kolejnici se dvěma bloky, momentová kapacita kolejnice se stává řídícím faktorem.
Montážní tolerance a montáž
Katalogovým číslem výběr nekončí. Instalační tolerance určují, zda zvolený systém funguje tak, jak je vypočten. Kolejnice musí být namontována na obrobený povrch, který splňuje zadanou rovinnost. Šrouby vozíku musí být utaženy ve správném pořadí a obě kolejnice musí být rovnoběžné v rámci tolerance výrobce. Nesouosost vytváří zatížení okraje, které může snížit vypočítanou životnost o řád. Před dokončením návrhu se ujistěte, že montážní plocha je dostatečně pevná. Zvažte doporučené způsoby upevnění: tlačné desky, stavěcí šrouby a kuželové lišty mají různou tuhost a nastavitelnost. Několik minut strávených nad montážním výkresem ušetří hodiny pozdějších oprav v terénu.
Spolupráce s výrobcem ložisek pro lineární systémy
Dokonce i pečlivě dimenzované lineární vedení bude fungovat špatně, pokud ložisko uvnitř není přizpůsobeno aplikaci. To je důvod, proč je dobře informovaný dodavatel ložisek praktickým přínosem ve fázi návrhu. Výrobce s vlastní konstrukcí, automatizovanou výrobou a systémy kvality ISO/TS16949 vám může pomoci vybrat ze standardních sérií nebo specifikovat nestandardní otvory, těsnění a materiály. Pro aplikace, které vyžadují samosvorné ložisko v pouzdře, an Ložisko s aretační vložkou se stavěcím šroubem řady UC je dobrým příkladem součásti, která kombinuje jednoduchost montáže a spolehlivý přenos točivého momentu. Podobně dodavatel, který také vyrábí ložiska elektromotoru má tendenci chápat rychlostní limity, nárůst teploty a regulaci vibrací, což jsou stejné problémy při lineárním pohybu. Společnost s exportními zkušenostmi z více než 50 zemí také pravděpodobně podpoří mezinárodní výrobce strojů konzistentní kvalitou a dokumentací.
Velkoobchodní továrna na ložiska řady UC se šroubem a pojistným šroubem, výrobci - Ni Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd je čínský velkoobchod výrobců ložisek s uzamykatelnými vložkami UC a UC matice uzamykacích vložek... Zobrazit produkt → Nejspolehlivějším způsobem, jak dimenzovat a vybrat lineární pohybový systém, je zkombinovat strukturovaný rám jako LOTPED s pečlivým výpočtem a poctivým výrobním vstupem. Než se podíváte do katalogů, definujte zatížení, orientaci, rychlost, pojezd, přesnost, prostředí a pracovní cyklus. Převeďte tyto vstupy na ekvivalentní zatížení, vypočítejte požadované dynamické hodnocení, ověřte faktor statické bezpečnosti a poté vyberte ložiska a kolejnice, které lze nainstalovat v rámci vašich skutečných tolerancí stroje. Když to uděláte, lineární systém bude fungovat tak, jak bylo zamýšleno, a ložiska uvnitř vydrží.
