В: Каковы основные компоненты системы линейного перемещения?
A:Базовая система линейного перемещения начинается с несущей конструкции, которая может быть либо интегрирована в раму машины, либо представлять собой отдельную конструкцию, например, профиль или обработанную алюминиевую пластину. Затем к несущей конструкции крепится система линейных подшипников, а также приводная система, которая перемещает подшипник вперед и назад. Для завершения системы могут потребоваться также уплотнения и различные дополнительные элементы.

В: Какие типы линейных подшипников используются в системах линейного перемещения?
A:В системах линейного перемещения можно использовать подшипники скольжения; вал и шариковую втулку; направляющие ролики; профилированную рельсовую систему; и подшипники без рециркуляции. Помимо того, что подшипники скольжения (по сути, две скользящие поверхности) являются самым дешевым вариантом, они очень хорошо выдерживают ударные нагрузки, поскольку в них отсутствуют мелкие шарики, движущиеся по дорожке качения с высокой концентрацией напряжений. Вал и шариковая втулка потенциально могут также служить конструкцией системы, что позволяет экономить средства. Направляющие ролики обладают уникальным преимуществом, позволяя конструктору создавать экструзию, в которую можно закатывать вал. Это приводит к созданию комбинированной конструкции/подшипниковой системы, которая очень экономична и добавляет множество других функций, таких как каналы для скрытия кабелей и Т-образные пазы для крепежных элементов. Наконец, профилированные рельсы – будь то шариковые или роликовые – обеспечивают очень высокую грузоподъемность при минимальных требованиях к занимаемому пространству. Однако этот вариант также требует большей механической обработки и подготовки монтажной поверхности, что увеличивает стоимость.

В: Какие типы линейных приводов используются в системах линейного перемещения?
A:В качестве основных типов механических линейных приводных систем используются винтовые, реечные, ременные или линейные двигатели. К винтовым относятся ходовые винты, шариковые и роликовые винты. Ходовые винты — очень недорогой вариант, хорошо подходящий для прерывистых применений с низким рабочим циклом. Однако они не так эффективны, как шариковые винты, которые обеспечивают очень высокую точность, повторяемость и механическое преимущество. Главное преимущество роликового винта — его способность создавать в два-пять раз большую силу, чем эквивалентный шариковый винт, что делает его отличной заменой гидравлической системы. Однако из-за необходимости точной шлифовки для достижения свойств распределения нагрузки роликовые винты могут быть дорогими. Для решения этой проблемы компании-производители подшипников недавно разработали дифференциальный роликовый винт, который обеспечивает высокие усилия традиционного роликового винта по цене, близкой к цене шарикового винта. Ременные приводы очень экономичны, особенно для больших расстояний, но их недостатком является низкое механическое преимущество (т.е. для привода системы требуется больший крутящий момент). Линейные двигатели, как правило, лучше всего подходят для применений, требующих высокой точности и высокой динамики. Однако их сложность также делает их дорогостоящим вариантом.

В: Какие еще аксессуары необходимы?
A:Наиболее важным элементом в системе линейного перемещения является двигатель. Обычно это щеточный двигатель постоянного тока, шаговый двигатель или бесщеточный двигатель. Главное преимущество щеточного двигателя — низкая стоимость, а недостатки включают низкую эффективность и износ щеток. Оба этих аспекта исключают использование щеточных двигателей в высокотехнологичных системах перемещения. Бесщеточные двигатели обеспечивают более высокую производительность и большую надежность, но требуют сложных и дорогостоящих электронных систем управления. Щеточные двигатели постоянного тока, как и бесщеточные двигатели, нуждаются в устройстве обратной связи для обеспечения управления положением. Поскольку шаговый двигатель не требует устройства обратной связи, он является хорошим вариантом, когда требуется управление положением, но устройство обратной связи слишком дорого. В дополнение к датчикам обратной связи, системы линейного перемещения иногда требуют редуктора, расположенного между двигателем и ременной передачей.

В: В каких случаях целесообразно разрабатывать компоненты системы линейного перемещения по индивидуальному заказу, а не покупать готовые компоненты?
A:Если готовый продукт нельзя использовать с минимальными, если вообще какими-либо, модификациями, то придется проектировать и изготавливать систему на заказ. Наем проектной фирмы для разработки решения, а затем привлечение контрактного производителя для его изготовления часто приводит к неудовлетворительным результатам, поскольку те, кто проектировал, не занимались его изготовлением. Наилучшие результаты обычно достигаются путем сотрудничества с производителем линейных систем, который может точно удовлетворить ваши потребности, либо используя существующую деталь из каталога, которую можно модифицировать, либо начав с чистого листа и задав себе вопрос: «Чего вы пытаетесь достичь?» Такой подход обеспечивает лучшее из обоих миров: технического эксперта, который поможет вам спроектировать систему, а также производственного партнера с опытом и возможностями для ее крупномасштабного производства.

В: Что следует знать заранее при использовании онлайн-инструмента для подбора размеров систем линейного перемещения?
A:Если покупка готовой системы или инвестирование в разработанную сторонним производителем систему не являются приемлемыми вариантами, но вы все же хотите иметь инструменты для самостоятельного выбора некоторых параметров конструкции, то онлайн-инструмент для расчета размеров от крупного производителя линейных систем может стать хорошей альтернативой. Прежде чем начать, необходимо знать требования к системе, такие как перемещаемая нагрузка и ее положение относительно подшипников; является ли нагрузка статической или обусловленной ускорениями; условия окружающей среды, в которых будет работать система; профиль перемещения; расстояние между каретками; ориентация; рабочий цикл; и ожидаемый срок службы системы.