Указать саму инструкцию — это легко, а вот научиться избегать ошибок при монтаже, установке и даже выборе покрытия — совсем другое дело.

Линейные направляющие — это прецизионные механические узлы, работающие как часть системы. Таким образом, их эффективность зависит от правильной интеграции в общую конструкцию машины. Простого указания подходящей направляющей недостаточно. Для создания системы, работающей должным образом, необходимо четкое понимание того, как выбирать, проектировать, устанавливать и тестировать линейные направляющие. В этой статье мы обсудим несколько наиболее распространенных ошибок, допускаемых проектировщиками при встраивании линейных направляющих в свои системы, и способы их предотвращения.

1. Изготовление монтажных поверхностей без соблюдения допусков.

Линейные направляющие прецизионно шлифуются на заводе для обеспечения минимального трения. В идеальном случае трение каждого отдельного блока линейной направляющей должно быть одинаковым независимо от того, установлен он или нет. В реальности же любое смещение или неровность монтажных поверхностей напрямую увеличивает предварительную нагрузку на систему линейных направляющих. Допуски при монтаже включают в себя как плоскостность монтажной поверхности, к которой крепятся направляющие, так и параллельность линейных направляющих друг другу. Если трение в направляющей увеличивается после установки узла или становится более выраженным на одном конце хода, чем на другом, то допуски при монтаже или выравнивание направляющих, скорее всего, выходят за пределы допустимых значений.

2. Не включает крепежные элементы для выравнивания.

Для обеспечения соответствия техническим требованиям к производительности прецизионных линейных направляющих необходима правильная центровка. В условиях серийного производства добавление элементов крепления может ускорить процесс установки и обеспечить эффективную работу. Это могут быть простые элементы, такие как пара центровочных штифтов, помогающих выровнять основную направляющую, в сочетании с процедурой сборки для выравнивания вторичной направляющей. Для применений с очень высокой точностью требуется более тщательная настройка. Линейные направляющие, поставляемые с завода, прямые, но могут демонстрировать определенную степень податливости. Для обеспечения эффективной работы направляющие следует устанавливать с использованием прецизионных опорных поверхностей. Эти поверхности обеспечивают плоскую, стабильную опорную конструкцию для подшипников и направляющих, обеспечивая прямолинейность и параллельность в микронном масштабе. Важно отметить, что погрешность в параллельности между направляющими влияет не только на производительность, но и на срок службы. Убедитесь, что направляющие выровнены в пределах допусков производителя. Монтажные выступы обеспечивают необходимые элементы центровки, но они должны быть правильно рассчитаны. Если радиус скругления слишком велик, направляющая может соприкасаться с радиусом скругления, а не с самим выступом, во время установки и выравнивания. Это может привести к небольшой, но существенной погрешности. Хуже того, её очень трудно обнаружить. Наилучшее решение — с самого начала правильно указать размеры плеча. Производители указывают в своих каталогах очень точные характеристики высоты плеча и радиусов скругления углов, и им следует неукоснительно следовать. Размеры соответствующего радиуса скругления углов следует определять относительно фаски на подшипнике.

3. Неправильное указание предварительной нагрузки.

Предварительная нагрузка в линейной направляющей предполагает выбор диаметра шариков с шагом в микроны для регулировки посадки между блоком и направляющей. В высокоточных приложениях обычно полезно иметь некоторую положительную предварительную нагрузку, что означает отсутствие зазора между блоком, направляющей и шариком. В зависимости от применения шарики могут даже подвергаться некоторому сжатию. Правильно подобранная предварительная нагрузка может уменьшить такие негативные факторы, как вибрация, шум, тепловыделение и деформация. Однако неправильно подобранная предварительная нагрузка может значительно увеличить трение и ухудшить производительность системы. Легко предположить, что покупка высокоточной линейной направляющей с предварительной нагрузкой обеспечит наилучшую производительность. Это верно, если точность монтажных поверхностей соответствует точности линейной направляющей. Однако, если невозможно сделать монтажные поверхности такими же точными, как линейная направляющая, наличие предварительной нагрузки в направляющей может фактически вызвать проблемы. Предварительная нагрузка линейной направляющей должна соответствовать точности, которая может быть достигнута с помощью монтажных деталей. Если невозможно обеспечить точность, требуемую производителем, лучше выбрать линейную направляющую с посадкой «линия к линии» (нормальная предварительная нагрузка) или даже с небольшим дополнительным зазором. Дополнительный зазор позволит направляющей компенсировать несоосность. У направляющей больше не будет свободного зазора, но при этом она не будет демонстрировать высокого трения, которое возникло бы при установке предварительно нагруженной направляющей в систему с низкой точностью. В некоторых случаях наличие системы с низким трением является наиболее важным требованием. В этом случае лучше всего предусмотреть некоторый внутренний зазор, чтобы обеспечить минимальное трение.

4. Отсутствие тестирования на протяжении всего диапазона хода.

Невозможно устранить проблему, если вы не знаете о её существовании. Линейные направляющие необходимо проверять после сборки по всей длине хода. Если невозможно измерить параллельность напрямую, добавьте этап проверки для измерения усилия толкания каретки. Усилие толкания должно быть постоянным с точностью до 20% при перемещении направляющей от одного конца до другого. Если усилие толкания резко возрастает в одной точке — что часто происходит на одном конце направляющей — это может указывать на то, что направляющие не параллельны и их необходимо выровнять.

5. Неучет влияния материалов и покрытия на стоимость и сроки выполнения заказа.

Слишком часто при выборе подшипников основное внимание уделяется механическим параметрам, в то время как материалы и покрытия рассматриваются как менее важные. В действительности, материалы и покрытия могут существенно влиять на проект не только с точки зрения производительности, но и с точки зрения стоимости и сроков поставки. Варианты антикоррозионной защиты, например, могут варьироваться от тонкого, плотного хромирования до различных покрытий из черного хрома. В некоторых случаях выбор варианта линейной направляющей из нержавеющей стали может оказаться более эффективным решением. Проблема заключается не только в материалах, но и в местоположении. Некоторые виды покрытия могут быть выполнены на зарубежном предприятии, а другие — внутри страны. Недавний заказ служит иллюстрацией. В настоящее время во всем мире наблюдается дефицит определенных типов и размеров линейных подшипников. Заказчик запросил покрытие из черного хрома для защиты от коррозии. Проблема заключалась в том, что покрытие необходимо было наносить на японском заводе нашего партнера, что увеличивало сроки поставки по сравнению со стандартным продуктом. После изучения вопроса мы рекомендовали альтернативное покрытие. Оно обеспечивало сопоставимую защиту, но разница заключалась в том, что оно было доступно на американском заводе партнера. Переход на новую систему сократил время поставки деталей вдвое, при этом минимально повлияв на стоимость. При правильном выборе и установке линейные направляющие обеспечивают эффективную работу в системах линейного перемещения. Учитывайте указанные выше недостатки, и ваша система будет готова к успеху.