Paras tapa määrittää ja mitoittaa lineaarikiskoja on määritellä ensin sovelluksen kriittisimmät parametrit, rajata vaihtoehtoja näiden vaatimusten perusteella ja sitten soveltaa kriittisiä muuttujia lopullisen lineaarikiskovalinnan tekemiseksi.

Ensin perusasiat:Lineaarijohteet, johteet ja liukukiskot ovat mekaanisia järjestelmiä, jotka koostuvat kiskoista ja laakereista, jotka tukevat ja siirtävät fyysisiä kuormia lineaarista rataa pitkin pienellä kitkakertoimella. Ne luokitellaan yleensä vierintäelementti- tai tasoholkkityypeiksi. Koska eri valmistajilta on saatavilla monia muotoja ja kokoja, jotka on suunniteltu vastaamaan tiettyihin teknisiin tarpeisiin, ainutlaatuinen sovelluksesi määrittää luettelon kriittisistä parametreista, jotka sinun tulee ottaa huomioon, sekä niiden tärkeysjärjestyksen.

Yleisimpiä johde- ja laakerityyppejä ovat profiloidut (neliönmuotoiset) kiskot, joissa on kiertävät kuulalaakerilohkot, rullalaakereiden johde-kiskot ja pyöreät kiskot, joissa on kiertävät kuula- tai tasoholkit. Profiloidut kiskot sopivat sovelluksiin, jotka vaativat poikkeuksellista jäykkyyttä ja tarkkuutta, kuten työstökoneiden päissä ja tarkkuuspiirilevyjen liikkeissä. Rullalaakerijärjestelmät on tarkoitettu laajempaan valikoimaan sovelluksia, kuten osien nostamiseen ja siirtämiseen tai poiminta-ja-sijoitussovelluksiin.

Jotta voit valita sovellukseen parhaiten sopivan kiskon, analysoi ensin järjestelmän erityistarpeet. Seuraavaksi ymmärrä asiakkaan vaatimukset tai ohjelmaohjeet, joihin kuuluvat akselien lukumäärä, toistettavuus, toleranssi ja tarkkuus, joita tarvitaan lopputuloksen saavuttamiseksi. Lopuksi ota huomioon ympäristön saastuminen, kuten pöly, vesi, kuidut ja muut aineet.

Kaikissa järjestelmissä käyttöympäristö määrää valittavien laakereiden tyypin. Esimerkiksi likaiset ympäristöt voivat saastuttaa kokoonpanon ja häiritä kiertävien kuularatojen asianmukaista toimintaa. Saastuminen on helpommin hallittavissa rullajärjestelmissä, koska vierintäelementit ovat yleensä suurempia. Tasolaakerit sopivat sovelluksiin, joissa pintakosketusvoitelua ei suositella tai niitä ei voida altistaa ympäristölle, kuten tietyissä tutkimuslaboratorioissa tai piisirujen valmistuslaitoksissa.

Kun olet valinnut järjestelmän, kokoa parametrit sen oikean mitoituksen varmistamiseksi. Ota huomioon seuraavat parametrit lineaarijohdejärjestelmän jokaiselle liikkeelle: iskunpituus, kuormitus, nopeus, käyttösuhde, asennusalue ja asennussuunta.

Lineaarijohdejärjestelmän koko

Staattinen kuorma koostuu satulan, pesäkiinnikkeen, hyötykuorman ja laakereiden painosta. Jos 40,0 paunaa (42,1 kg) keskitetään vaakasuunnassa eteen/taakse ja vasemmalta oikealle tyypillisessä kaksoiskisko- ja neljän vaunun sarjassa, jokainen laakeripukki kuormittuisi staattisesti 10,0 paunalla (4,1 kg).

Liukukiskoja on kahta perustyyppiä: satula- ja ulokepalkkiliukuja. Vakiomallin vaakasuorassa satulaliukukiskossa käytetään satulaa tai lohkoa, joka liikkuu kahden kiinteän päätylohkon välissä. Ulokepalkkiliukukiskossa päärunko ja sylinteri pysyvät paikallaan, kun taas työkalulevy ulottuu ja vetäytyy sisään. Toinen ulokepalkkikäyttöinen sovellus on olemassa kuormia pystysuunnassa siirrettäessä. Yhdellä kiskolla ja kahdella vaunulla molempia laakerivaunuja voidaan kuormittaa yhtä paljon säteittäisessä suunnassa. Laakerin tai vaunun mitoituksessa staattisesti eniten kuormitetun liukukiskon kokonaiskuorma asetetaan tyypillisesti pahimman mahdollisen skenaarion mukaan.

Laakereita mitoitettaessa on järjestettävä kuormitusparametri ja sen etäisyys painopisteestä (CG) tai massakeskipisteestä. Kuorma viittaa järjestelmään kohdistettuun painoon tai voimaan, joka sisältää sekä staattisen että dynaamisen kuormituksen. Staattinen kuormitus koostuu satulan, pesäkiinnikkeen, hyötykuorman ja laakereiden painosta. Dynaamisen (tai kineettisen) kuormituksen on otettava huomioon kohdistetut kuormat, kun ne ovat vuorovaikutuksessa laakerikuormitetun satulan kanssa. Normaalisti tämä kuormitus aiheuttaisi laakereille vääntövaatimuksen. Satulan CG antaa yhden kuorman arvon tietyllä etäisyydellä laakerien keskipisteistä.

Nämä dynaamiset arvot sekä staattiset kuormitusarvot voidaan sitten järjestää radiaalisiksi (Corad), aksiaalisiksi (Coax), vääntömomentiksi "X"-akselin ympäri (Mx), vääntömomentiksi "Y"-akselin ympäri (My) ja vääntömomentiksi "Z"-akselin ympäri (Mz). Muuttujia voidaan sitten käyttää useimmissa laakerin mitoitussovelluksissa sopivan vaunun koon valitsemiseen. Kuormitusarvot esitetään yleensä staattisesti lb- tai newtonyksiköissä (N) ja dynaamisen kuormituksen osalta in.-lb- tai newtonmetreinä (Nm).

Yksittäisten kuormien keskipisteet ovat suhteellisen etäisyyden päässä johdejärjestelmän keskipisteestä tai laakerikeskipisteistä. Kokonaismassan painopisteen etäisyys johdekiskoista on 1,5 tuumaa (60 in.-lb/40 lb). Laakereiden on kestettävä 60 in.-lb:n vääntömomenttikuorma, erityisesti silloin, kun satulaa kiihdytetään tai hidastetaan nopeasti.

Nopeus:Nopeus on ratkaisevan tärkeää ottaa huomioon, koska kohdistetut kuormat vaikuttavat järjestelmään eri tavoin kiihdytyksen ja hidastuksen aikana verrattuna vakionopeudella tapahtuvaan liikkeeseen. Nopeus ilmoitetaan tyypillisesti muodossa tuumaa/s tai sen metrisessä vastineessa muodossa m/s. Tekijät, kuten liikeprofiilin tyyppi, määräävät halutun nopeuden tai sykliajan saavuttamiseksi tarvittavan kiihtyvyyden. Kuorma kiihtyy nopeasti puolisuunnikkaan muotoisessa liikeprofiilissa ja liikkuu sitten vakionopeudella ennen hidastumistaan. Kolmion muotoisessa liikeprofiilissa kiihtyy ja hidastuu kuitenkin nopeasti. Lisäksi sovelluksen nopeutta laskettaessa on otettava huomioon liikkeen suurin nopeus sekä liikkeen kokonaisajoituksen saavuttamiseksi tarvittava kiihtyvyys ja hidastuvuus.

Käyttöjakso:Käyttösuhdeparametrin on otettava huomioon satulan täysi liike koko syklin ajan, joka on useimmiten kaksi kertaa iskunpituus plus tyhjäkäynti halutussa ajassa. Sovelluksen iskunpituus on kokonaisliikkeen pituus yhteen suuntaan lineaarista rataa pitkin. Tyypillisesti käyttösuhdeparametri on järjestetty minuutissa tarvittavien syklien lukumääräksi.

Asennusalue:Ohjauskiskon ja satulalaakerien asennusalue auttaa määrittämään ohjausjärjestelmän kokonaispituuden ja kiskovälin. Useimmissa sovelluksissa on parasta ottaa huomioon laakereiden mahdollisimman suuri jalanjälki. Ellet käytä teleskooppisia lineaarilaakereita, jotka toimivat samalla tavalla kuin yksinkertaiset laatikon liukukiskot, ohjauskiskon ylimmän osan on sisällettävä lineaariliikkeen iskun lisäksi laakerin jalanjälki.

Asennusalueen valinnassa on otettava huomioon myös johdetta tukeva alusta tai runkojärjestelmä. Laakerin jalanjälki on etäisyys yhden vaunun etuosasta kauimmaisen vaunun takaosaan yhtä lineaarijohdetta pitkin. Monet profiloidut akselit on asennettava täysin koneistetuille ja hiotuille pinnoille, jotta ohjelman tarkkuusvaatimukset täyttyvät asianmukaisesti. Muita malleja voidaan soveltaa suoraan alumiini- tai putkirunkoihin menettämättä kapasiteettia tai jäykkyyttä.

Suuntautuminen:Telaketjujen asennussuunta on ratkaisevan tärkeä kuormitusparametrin asettamisen kannalta, koska satula voi liikkua vaakasuunnassa, pystysuunnassa, seinäkiinnitystä pitkin tai jopa ylösalaisin. Parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi sovelluksen kuormitusta on hallittava laakerijärjestelmän vahvimman osan avulla. Esimerkiksi säteittäisen kuulalaakerin liukukappaleen tulisi olla suunnattu kantamaan kuormaa säteittäisesti, ei aksiaalisesti.

Tee nyt lineaarioppaan valinta

Tämä on esimerkki sovelluksesta, jossa on normaali, kevyesti pölyinen ympäristö, joka vaatii keskitason toistettavuutta. Näiden kahden tekijän vuoksi on valittu esikuormitettu rullalaakerijärjestelmä, joka pyörii karkaistuista teräksistä valmistetuilla vierintäradoilla. Nopeus on suuri ja pidempi käyttöikä saavutetaan ilman, että maksimikapasiteettia tarvitsee ylittää.

Yleisesti ottaen 1 tuuman (2,5 cm) johteessa tasolaakereiden nopeus ei saisi ylittää 20 tuumaa/s, kierrätyspallojärjestelmien 80 tuumaa ja rullien noin 200 tuumaa/s. Jotta täysi 118 tuuman (397 cm) iskunpituus saavutettaisiin 3 sekunnissa, kiihdytetään ja hidastetaan 6 tuumaa (15,7 cm) 0,5 sekunnissa. Tämä mahdollistaisi 106 tuuman (277 cm) iskunpituuden ja 2 sekunnin (2 s) tavoiteajoituksen saavuttamiseen. Kunkin johteen on oltava vähintään 162 tuumaa (413 cm) pitkä, koska iskunpituus on 118 tuumaa (397 cm) ja satulan pituus on 44 tuumaa (111 cm) johteen suuntaisesti. Joskus on hyödyllistä jättää iskunpituuden molempiin päihin 2,5 cm tai 2 ylimääräistä tilaa rajakytkimille, iskunvaimentimille tai antureille.

Jokainen laakeri kuormittuu tasaisesti 100 paunalla (45,7 kg), koska laakerit on asennettu satulan jokaiseen kulmaan ja massan painopiste on keskellä edestä taakse ja vasemmalta oikealle. Jokainen laakerivaunu pystyy käsittelemään 500 paunan (227 kg) enimmäissäteittäiskuormituksen, joten riittävä käyttöikä lasketaan tässä, koska laakerit kuormitetaan 20–50 %:n kokonaiskapasiteetista.