Если вы начали создавать машину или устройство, для которого также требуется линейное перемещение, вы быстро столкнетесь с вопросом о том, какие линейные направляющие будут наиболее подходящими для использования. При изучении чрезвычайно широкого ассортимента направляющих на рынке, где существует множество различных типов направляющих, размеров, точности и ценовых диапазонов, быстро возникает дилемма: какие направляющие выбрать.

Изучение и сравнение всех возможных вариантов может быть очень трудоемким и сложным процессом. Чтобы помочь вам на первых шагах в выборе линейных направляющих, мы подготовили несколько шагов и инструкций, которые могут упростить и ускорить процесс выбора.

1. Проверьте, какие линейные направляющие используются в аналогичных станках.

Существует очень высокая вероятность того, что кто-то уже создал машину или устройство, очень похожее на ваш пример. Поэтому имеет смысл в качестве первого шага провести хотя бы быстрое исследование и попытаться получить информацию о линейных направляющих, используемых в аналогичных машинах. Чем более известны производители машин, тем выше вероятность того, что их инженеры провели детальный анализ и расчеты при выборе направляющих и выбрали наиболее оптимальные направляющие, в том числе с точки зрения необходимой точности и жесткости линейных направляющих. Как правило, такие направляющие также многократно тестировались на практике.

2. Оценка нагрузок в вашем случае.

Вначале также необходимо хотя бы приблизительно оценить нагрузки на направляющие рельсы, которые возникнут в вашем случае. Наибольшая или наиболее критическая нагрузка обычно возникает в случае аварийной остановки или столкновения машин. В этом случае происходит очень резкая остановка, которая вызывает огромные усилия на направляющих. Моментные нагрузки, возникающие в такой ситуации, обычно являются наиболее критическими. Именно поэтому имеет смысл оценить нагрузку на линейные направляющие в таком случае.

3. Оценка несущей способности линейных направляющих рельсов

Получив информацию о типах линейных направляющих, используемых в аналогичных машинах, целесообразно проверить их грузоподъемность и сравнить ее с вашими нагрузками. Что касается грузоподъемности линейных направляющих, то наиболее критической частью обычно является линейный подшипник, линейная каретка, линейная втулка… То есть, подвижная часть узла линейной направляющей. Поэтому необходимо проверить грузоподъемность именно этой части. Линейные подшипники и каретки обычно имеют коэффициент динамической грузоподъемности C и коэффициент статической грузоподъемности C0, указанные в каталогах. Именно эти два коэффициента используются в формулах для детальных расчетов срока службы линейных направляющих. Для первой очень приблизительной оценки можно взять 10-20% от значения динамической грузоподъемности C в качестве грузоподъемности для случаев динамического движения. Если движение крайне медленное, можно сразу взять все значение C0 в качестве очень приблизительной оценки несущей способности. Приведенная выше оценка относится к случаям сжимающих и растягивающих нагрузок на направляющую, а не к моментным нагрузкам. Линейные подшипники и каретки выдерживают крутящие нагрузки значительно хуже, чем подшипники сжатия и растяжения. Поэтому целесообразнее всего отказаться от них, правильно разместив направляющие (2 параллельные направляющие + 4 линейных подшипника или каретки (по 2 на каждой направляющей)).

4. Расчет срока службы линейных направляющих

С помощью предыдущих шагов мы пришли к базовому выбору линейных направляющих и линейных блоков, используя весьма приблизительные методы. Для окончательного выбора или подтверждения выбранных направляющих и линейных блоков необходимо рассчитать срок службы, который покажет, будут ли выбранные направляющие иметь ожидаемый срок службы и, следовательно, пригодны ли они для использования. При расчете, помимо данных о фактической нагрузке, учитываются и другие факторы, такие как тип нагрузки, местоположение, скорость, вибрация, температура, чистота рабочей среды и т.д. Подробные инструкции и рекомендации по расчету приведены в каталогах производителей. По нашему опыту, немецкие производители линейных направляющих Bosch-Rexroth предоставляют лучшие инструкции по расчету в своих каталогах. Однако существует также множество онлайн-конфигураторов, которые могут помочь вам с расчетом и выбором.

5. Выбор производителя или марки линейных направляющих.

Многие линейные направляющие изготавливаются в соответствии со стандартами или производятся разными производителями с идентичными ключевыми размерами и очень схожими характеристиками и грузоподъемностью, что обеспечивает взаимозаменяемость между направляющими разных производителей. Конечно, каждый раз необходимо проверять и сравнивать все ключевые размеры, коэффициенты нагрузки, а также убедиться в сопоставимости классов точности. Однако в этом случае следует помнить, что в случае рельсовых направляющих линейные каретки и направляющие должны быть от одного и того же производителя.