В: Каковы основные компоненты системы линейного перемещения?
A:Базовая система линейного перемещения начинается с опорной конструкции, которая может быть интегрирована в раму машины или представлять собой отдельную конструкцию, например, экструдированный профиль или обработанную алюминиевую пластину. Затем на опорную конструкцию монтируется система линейных подшипников вместе с приводом, который будет перемещать подшипник вперед и назад. Для завершения системы могут также потребоваться уплотнения и различные аксессуары.

В: Какие типы линейных подшипников используются в системах линейного перемещения?
A:Варианты подшипников для систем линейного перемещения включают подшипник скольжения; вал с шариковой втулкой; опорный ролик; профилированную рельсовую систему; и нерециркулирующий подшипник. Помимо того, что это наименее затратный вариант, подшипники скольжения (по сути, две поверхности скольжения) очень хорошо выдерживают ударные нагрузки, поскольку на дорожке качения отсутствуют мелкие шарики, вращающиеся с высокой концентрацией напряжений. Вал с шариковой втулкой потенциально может служить основой системы, что экономит средства. Опорные ролики обладают уникальным преимуществом: они позволяют проектировщику создать экструдер, в который можно закатать вал. Это приводит к созданию комбинированной системы «конструкция/подшипник», которая очень экономична и добавляет множество других функций, таких как каналы для скрытой прокладки кабелей и Т-образные пазы для крепежа. Наконец, профилированные рельсовые изделия – будь то шариковые или роликовые – обеспечивают очень высокую грузоподъемность при минимальных требованиях к пространству. Однако этот вариант также требует более сложной механической обработки и подготовки монтажной поверхности, что увеличивает стоимость.

В: Какие типы линейных приводов используются в системах линейного перемещения?
A:Основными вариантами механических линейных приводов являются винтовые, реечные, ременные и линейные двигатели. Винтовые приводы включают ходовые винты, шариковые и роликовые винты. Ходовые винты – очень недорогой вариант, хорошо подходящий для прерывистых применений с низкой рабочей нагрузкой. Однако они не так эффективны, как шариковые винты, которые обеспечивают очень высокую точность, повторяемость и механическое преимущество. Основное преимущество роликовых винтов заключается в их способности развивать усилие в два-пять раз больше, чем у аналогичного шарикового винта, что делает их отличной заменой гидравлической системы. Однако из-за точных допусков шлифования, необходимых для достижения необходимого распределения нагрузки, роликовые винты могут быть дорогими. Чтобы решить эту проблему, компании-производители подшипников недавно разработали дифференциальные роликовые винты, которые обеспечивают высокие усилия традиционного роликового винта по цене, близкой к цене шарикового винта. Ременные приводы очень экономичны, особенно для больших расстояний, но их недостатком является слабое 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 дорогим выбором.

В: Какие еще аксессуары необходимы?
A:Самый важный компонент в системе линейного перемещения — двигатель. Как правило, 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 эти аспекта исключают использование щеточного двигателя в системах перемещения высокого класса. Бесщеточные двигатели обеспечивают более высокую производительность и большую надежность, но они требуют сложного и дорогостоящего электронного управления. Щеточные двигатели постоянного тока, как и бесщеточные двигатели, нуждаются в устройстве обратной связи для обеспечения управления положением. Поскольку шаговому двигателю не требуется устройство обратной связи, он является хорошим вариантом, когда требуется управление положением, но устройство обратной связи слишком дорого. В дополнение к датчикам обратной связи, для систем линейного перемещения иногда требуется редуктор, расположенный между двигателем и ременным приводом.

В: Когда имеет смысл проектировать компоненты системы линейного перемещения по индивидуальному заказу вместо покупки готовых компонентов?
A:Если готовый продукт невозможно использовать с минимальными модификациями, если таковые вообще имеются, придётся спроектировать и изготовить систему по индивидуальному заказу. Наём проектной компании для разработки решения, а затем привлечение контрактного производителя для его изготовления часто приводит к неудовлетворительным результатам, поскольку проектировщики не занимались его изготовлением. Наилучшие результаты обычно достигаются при сотрудничестве с производителем линейных систем, который может точно удовлетворить ваши потребности. Это достигается либо путём использования существующей детали из каталога, которую можно модифицировать, либо путём начала работы с чистого листа и постановки вопроса: «Чего вы пытаетесь добиться?». Такой подход сочетает в себе преимущества обоих подходов: технического эксперта, который поможет вам спроектировать систему, и производственного партнёра с опытом и возможностями для её массового производства.

В: Что следует знать заранее при использовании онлайн-инструмента для расчета размеров систем линейного перемещения?
A:Если покупка готовой системы или инвестирование в разработку системы сторонним производителем нецелесообразны, но вы всё 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 её положение относительно подшипников; является ли нагрузка статической или вызвана ускорениями; условия окружающей среды, в которых будет работать система; профиль перемещения; расстояние между каретками; ориентация; рабочий цикл; и ожидаемый срок службы системы.