Lineer rayların özelliklerini belirleme ve boyutlandırma konusunda en iyi yaklaşım, öncelikle uygulamanın en kritik parametrelerini tanımlamak; bu gereksinimlere göre seçenekleri daraltmak; ve daha sonra nihai lineer ray seçimini yapmak için kritik değişkenleri uygulamaktır.

Öncelikle temel bilgiler:Doğrusal kılavuz raylar, kılavuz yollar ve kızaklar, düşük sürtünme katsayısıyla doğrusal bir yol boyunca fiziksel yükleri destekleyen ve hareket ettiren raylar ve yataklardan oluşan mekanik sistemlerdir. Genellikle yuvarlanma elemanı veya düzlem burç tipleri olarak sınıflandırılırlar. Çeşitli üreticilerden belirli mühendislik ihtiyaçlarını karşılamak üzere tasarlanmış birçok şekil ve boyutta ürün bulunduğundan, benzersiz uygulamanız, dikkate almanız gereken kritik parametrelerin listesini ve önem sırasını belirler.

En yaygın kılavuz ray ve yatak tipleri arasında, bilyalı rulman bloklu profilli (kare) raylar, makaralı rulmanlar için kılavuz raylar ve bilyalı burçlu veya düz burçlu yuvarlak raylar bulunur. Profilli raylar, makine takım başlıkları ve hassas devre kartı hareketleri gibi olağanüstü rijitlik ve hassasiyet gerektiren uygulamalar için uygundur. Makaralı rulman sistemleri ise, parça kaldırma ve taşıma veya alma-yerleştirme uygulamaları gibi daha geniş bir uygulama yelpazesi için tasarlanmıştır.

Bir uygulama için hangi rayların en uygun olduğunu seçmek için öncelikle sistemin özel ihtiyaçlarını analiz edin. Ardından, eksen sayısı, tekrarlanabilirlik, tolerans ve nihai sonucu elde etmek için gereken doğruluk gibi müşteri gereksinimlerini veya program yönergelerini anlayın. Son olarak, toz, su, lifler ve diğer maddeler gibi çevresel kirlenmeyi göz önünde bulundurun.

Herhangi bir sistem için, çalışma ortamı seçilmesi gereken rulman tipini belirler. Örneğin, kirli ortamlar montajı kirletebilir ve bilyalı yolların düzgün çalışmasını engelleyebilir. Kirlenme, rulmanlı sistemlerde daha kolay yönetilebilir çünkü yuvarlanma elemanları genellikle daha büyüktür. Düzlem rulmanlar, yüzey temaslı yağlamanın önerilmediği veya belirli araştırma laboratuvarları veya silikon çip üretim tesisleri gibi çevreye maruz bırakılamayacağı uygulamalar için uygundur.

Bir sistem seçtikten sonra, uygun boyutlandırma için parametreleri bir araya getirin. Doğrusal kılavuz ray sistemindeki her hareket için aşağıdaki parametreleri göz önünde bulundurun: strok, yük, hız, çalışma döngüsü, montaj alanı ve montaj yönü.

Doğrusal kılavuz sisteminin boyutlandırılması

Statik yük, sele, yuva fikstürü, yük ve yatakların ağırlığından oluşur. Tipik bir çift raylı ve dört taşıyıcılı sette, 40,0 lb'lik bir ağırlık yatay olarak ön/arka ve sol-sağ yönünde ortalanırsa, yatak bloklarının her biri 10,0 lb'lik statik yüke maruz kalır.

Kızaklar iki temel tipte gelir: sele ve konsol. Standart, yatay tabanlı sele kızağı, iki sabit uç bloğu arasında hareket eden bir sele veya blok kullanır. Konsol kızağında ise ana gövde ve silindir sabit kalırken, alet plakası uzar ve geri çekilir. Konsolun ikinci bir uygulaması, yükleri dikey olarak hareket ettirirken mevcuttur. Bir ray ve iki taşıyıcı ile, her iki yatak taşıyıcısı da radyal yönde eşit olarak yüklenebilir. Yatak veya taşıyıcının boyutlandırılması için, en fazla statik gerilime maruz kalan kızağın toplam yükü genellikle en kötü durum senaryosu olarak belirlenir.

Rulmanların boyutlandırılmasında, yük parametresini ve ağırlık merkezine (KG) veya kütle merkezine olan mesafesini düzenleyin. Yük, sisteme uygulanan ağırlığı veya kuvveti ifade eder ve hem statik hem de dinamik yüklemeyi içerir. Statik yük, sele, yuva fikstürü, yük ve rulmanların ağırlığını kapsar. Dinamik (veya kinetik) yükleme, rulman yüklü sele ile etkileşime giren uygulanan yükleri hesaba katmalıdır. Normalde bu yük, rulmanlar üzerinde bir burulma gereksinimi oluşturur. Sele için KG, rulman merkezlerinden belirli bir mesafede tek bir yük değeri sağlar.

Bu dinamik değerler ve statik yükleme değerleri daha sonra radyal (Corad), eksenel (Coax), “X” ekseni etrafındaki tork (Mx), “Y” ekseni etrafındaki tork (My) ve “Z” ekseni etrafındaki tork (Mz) olarak düzenlenebilir. Bu değişkenler daha sonra hemen hemen her türlü rulman boyutlandırma uygulamasında uygun taşıyıcı boyutunu seçmek için kullanılabilir. Yükleme değerleri normalde statik olarak lb veya Newton (N) cinsinden, dinamik yükleme için ise lb-ft veya Newton metre (Nm) cinsinden sunulur.

Bireysel yüklerin merkezleri, kılavuz ray sisteminin veya yatak merkezlerinin merkezine göre belirli bir mesafede bulunur; toplam kütlenin ağırlık merkezinin kılavuz raylara olan mesafesi 1,5 inçtir (60 inç-lb/40 lb). Yatakların, özellikle sele hızla ivmelendiğinde veya yavaşladığında, 60 inç-lb'lik bir tork yükünü yönetmesi gerekecektir.

Hız:Hız, dikkate alınması gereken kritik bir faktördür çünkü uygulanan yükler, sabit hızda hareketten farklı olarak, ivmelenme ve yavaşlama sırasında sistemi farklı şekilde etkiler. Hız genellikle inç/saniye veya metrik karşılığı olan metre/saniye olarak verilir. Hareket profili türü gibi faktörler, istenen hıza veya çevrim süresine ulaşmak için gereken ivmeyi belirler. Trapezoidal bir hareket profilinde yük hızla ivmelenir ve ardından yavaşlamadan önce sabit bir hızda hareket eder. Bununla birlikte, üçgen bir hareket profili hızlı bir şekilde ivmelenir ve yavaşlar. Dahası, uygulamanın hızını hesaplarken, hareketin en yüksek hızının yanı sıra, bir hareket için genel zamanlamayı elde etmek için gereken ivmelenme ve yavaşlamayı da göz önünde bulundurun.

Görev döngüsü:Çalışma döngüsü parametresi, sele hareketinin tam bir döngü boyunca tüm hareketini dikkate almalıdır; bu genellikle istenen süre içinde strokun iki katı artı bekleme işlemleri anlamına gelir. Uygulamanın stroku, doğrusal bir yol boyunca tek yönde tam toplam hareketin uzunluğudur. Tipik olarak, çalışma döngüsü parametresi, dakika başına gereken döngü sayısı olarak düzenlenir.

Montaj alanı:Kılavuz rayı ve sele yataklarının montaj alanı, kılavuz sisteminin toplam uzunluğunu (OAL) ve ray ayrımını belirlemeye yardımcı olur. Çoğu uygulamada, yatakların çalışması için mümkün olan en geniş ayak izini dikkate almak en iyisidir. Basit çekmeceli raylara benzer şekilde çalışan teleskopik lineer yataklar kullanmadığınız sürece, kılavuz rayının OAL'si, lineer hareketin strokunu ve yatak ayak izini de içermelidir.

Montaj alanı, kılavuz rayını tutacak alt tabaka veya çerçeve sistemini de dikkate almalıdır. Yatak izi, bir taşıyıcının önünden, doğrusal bir kılavuz ray boyunca en uzak taşıyıcının arkasına kadar olan mesafedir. Birçok profilli şaft, hassasiyet için program gereksinimlerini doğru bir şekilde karşılamak üzere tamamen işlenmiş ve taşlanmış yüzeylere monte edilmelidir. Diğer tasarımlar, kapasite veya rijitlik kaybı olmadan doğrudan yapısal alüminyum veya boru çerçeveye uygulanabilir.

Yönlendirme:Kızakların montaj yönü, yükleme parametresinin ayarlanması için kritik öneme sahiptir çünkü kızak yatay, dikey, duvara monte edilmiş bir parça boyunca veya hatta ters çevrilmiş bir konumda hareket edebilir. En iyi performans için, uygulamanın yükünü yatak sisteminin en güçlü kısmıyla yönetin. Örneğin, radyal bilyalı rulmanlı kızak, yükü eksenel olarak değil, radyal olarak taşıyacak şekilde yönlendirilmelidir.

Şimdi doğrusal kılavuz seçimi yapın.

Bu, orta düzeyde tekrarlanabilirlik gerektiren, standart hafif tozlu bir ortamı içeren bir uygulama örneğidir. Bu iki faktör nedeniyle, sertleştirilmiş çelik yatak yüzeylerinde çalışan ön yüklemeli makaralı rulman sistemi seçilmiştir. Hız yüksektir ve maksimum kapasite seviyelerini zorlamaya gerek kalmadan daha uzun ömür elde edilebilir.

Genel olarak, 1 inçlik bir kılavuz ray için, düz yataklar 20 inç/sn'yi, devridaim bilyalı sistemler 80 inç/sn'yi ve makaralar yaklaşık 200 inç/sn'yi geçmemelidir. 3 saniyede tam 118 inçlik strok elde etmek için, her biri 0,5 saniyede 6 inç hızlanıp yavaşlayacağız. Bu, 106 inçlik strok ve hedef zamanlamaya ulaşmak için 2 saniye sağlayacaktır. Strok 118 inç ve kılavuz ray boyunca uzanan boyutta sele uzunluğu 44 inç olduğundan, kılavuz rayların her biri en az 162 inç uzunluğunda olmalıdır. Bazen, limit anahtarları, amortisörler veya sensörler için strokun her iki ucunda bir veya iki inçlik fazladan pay bırakmak faydalı olabilir.

Yatakların her biri 100 lb'lik eşit bir yüke maruz kalacaktır, çünkü yataklar selenin her köşesine monte edilmiştir ve kütlenin ağırlık merkezi ön-arka ve sol-sağ doğrultusunda ortalanmıştır. Yatak taşıyıcılarının her biri 500 lb'lik maksimum radyal yüke dayanabilir, bu nedenle yataklar toplam kapasitenin %20 ila %50 aralığında yüklendiğinden, burada yeterli bir ömür hesaplanmıştır.