Навантаження, орієнтація, швидкість, переміщення, точність, середовище та робочий цикл.

Ретельний аналіз застосування, включаючи орієнтацію, момент і прискорення, дозволить визначити навантаження, яке необхідно підтримувати. Іноді фактичне навантаження відрізнятиметься від розрахункового, тому інженери повинні враховувати цільове використання та потенційне неправильне використання.

Під час визначення розмірів та вибору систем лінійного руху для складальних машин інженери часто не враховують критичні вимоги застосування. Це може призвести до дорогого перепроектування та переробки. Що ще гірше, це може призвести до надмірно складної системи, яка є дорожчою та менш ефективною, ніж бажано.

З такою кількістю технологічних варіантів легко розгубитися під час проектування одно-, дво- та тривісних систем лінійного руху. Яке навантаження повинна витримувати система? Яку швидкість їй потрібно рухатися? Яка конструкція є найекономічнішою?

Усі ці питання були враховані під час розробки «LOSTPED» – простої абревіатури, яка допомагає інженерам збирати інформацію для визначення компонентів або модулів лінійного руху в будь-якому застосуванні. LOSTPED розшифровується як навантаження, орієнтація, швидкість, переміщення, точність, середовище та робочий цикл. Кожна літера представляє один фактор, який необхідно враховувати під час визначення розміру та вибору системи лінійного руху.

Кожен фактор необхідно розглядати окремо та в сукупності, щоб забезпечити оптимальну продуктивність системи. Наприклад, навантаження накладає різні вимоги на підшипники під час прискорення та уповільнення, ніж під час постійних швидкостей. Оскільки технологія лінійного руху розвивається від окремих компонентів до цілісних систем, взаємодія між компонентами, такими як лінійні напрямні підшипників та кульково-гвинтовий привід, стає складнішою, а проектування правильної системи – складнішим. LOSTPED може допомогти розробникам уникнути помилок, нагадуючи їм враховувати ці взаємопов'язані фактори під час розробки та специфікації системи.

【Завантажити】

Навантаження стосується ваги або сили, що прикладається до системи. Усі системи лінійного руху стикаються з певним типом навантаження, таким як сили, спрямовані вниз, у системах обробки матеріалів або осьові навантаження під час свердління, пресування або загвинчування. В інших системах навантаження постійно. Наприклад, у системах обробки напівпровідникових пластин уніфікований контейнер з фронтальним отвором переноситься з відсіку в відсік для скидання та забору. В інших системах навантаження змінюються. Наприклад, у медичних системах дозування реагент поміщається в серію піпеток одна за одною, що призводить до зменшення навантаження на кожному кроці.

Під час розрахунку навантаження варто враховувати тип інструменту, який буде знаходитися на кінці важеля для підйому або перенесення вантажу. Хоча це не пов'язано безпосередньо з навантаженням, помилки тут можуть бути дорогими. Наприклад, у випадку з підбиранням та розміщенням, дуже чутлива заготовка може бути пошкоджена, якщо використовувати неправильний захоплювач. Хоча малоймовірно, що інженери забудуть врахувати загальні вимоги до навантаження для системи, вони дійсно можуть пропустити певні аспекти цих вимог. LOSTPED – це спосіб забезпечення повноти.

Ключові питання, які слід поставити:

* Що є джерелом навантаження і як воно орієнтоване?

* Чи є особливі вимоги щодо поводження?

* Яку вагу або силу потрібно враховувати?

* Чи є ця сила силою, спрямованою вниз, силою відриву чи бічною силою?

【Орієнтація】

Орієнтація, або відносне положення, чи напрямок, у якому прикладається сила, також важливий, але його часто не враховують. Деякі лінійні модулі або приводи можуть витримувати більше навантаження вниз або вгору, ніж бічне навантаження, завдяки своїм лінійним напрямним. Інші модулі, що використовують різні лінійні напрямні, можуть витримувати однакові навантаження в усіх напрямках. Наприклад, модуль, оснащений подвійними кульковими лінійними напрямними, може краще витримувати осьові навантаження, ніж модулі зі стандартними напрямними.

Ключові питання, які слід поставити:

* Як орієнтований лінійний модуль або виконавчий механізм? Горизонтально, вертикально чи догори дном?

* Де орієнтоване навантаження відносно лінійного модуля?

* Чи спричинить навантаження момент крену або розгойдування лінійного модуля?

【Швидкість】

Швидкість і прискорення також впливають на вибір системи лінійного руху. Прикладене навантаження створює зовсім інші сили на систему під час прискорення та уповільнення, ніж при постійній швидкості. Також необхідно враховувати тип профілю руху – трапецієподібний або трикутний – оскільки прискорення, необхідне для досягнення бажаної швидкості або часу циклу, визначатиметься типом необхідного руху. Трапецієподібний профіль руху означає, що вантаж швидко розганяється, рухається з відносно постійною швидкістю протягом певного періоду часу, а потім сповільнюється. Трикутний профіль руху означає, що вантаж швидко розганяється та сповільнюється, як у випадках підйому та падіння з точки в точку.

Швидкість і прискорення є критичними факторами при виборі відповідного лінійного приводу – кульково-гвинтового, ремінного або лінійного двигуна.

Ключові питання, які слід поставити:

* Яка швидкість або час циклу має бути досягнута?

* Швидкість постійна чи змінна?

* Як навантаження вплине на прискорення та уповільнення?

* Профіль руху трапецієподібний чи трикутний?

* Який лінійний привід найкраще задовольнить потреби у швидкості та прискоренні?

【Подорож】

Хід стосується відстані або діапазону руху. Потрібно враховувати не лише відстань ходу, але й надмірний хід. Наявність певного «безпечного ходу» або додаткового простору в кінці ходу забезпечує безпеку системи у разі екстреної зупинки.

Ключові питання, які слід поставити:

* Яка відстань або діапазон руху?

* Який надлишковий хід може знадобитися під час екстреного гальмування?

【Точність】

Точність – це широкий термін, який часто використовується для визначення точності переміщення (як система поводиться під час руху з точки А в точку Б) або точності позиціонування (наскільки близько система досягає цільового положення). Вона також може стосуватися повторюваності, або того, наскільки добре система повертається в те саме положення в кінці кожного ходу.

Розуміння різниці між цими трьома термінами – точністю переміщення, точністю позиціонування та повторюваністю – має вирішальне значення для забезпечення відповідності системи вимогам до продуктивності та того, щоб вона не була надмірно спроектована для досягнення ступеня точності, який може бути непотрібним. Основною причиною для обмірковування вимог до точності є вибір механізму приводу. Системи лінійного руху можуть приводитися в рух ременем, кульковим гвинтом або лінійним двигуном. Кожен тип пропонує компроміси між точністю, швидкістю та вантажопідйомністю. Найкращий вибір буде визначатися застосуванням.

Ключові питання, які слід поставити:

* Наскільки важливі точність переміщення, точність позиціонування та повторюваність у застосуванні?

* Чи точність важливіша за швидкість чи інші фактори LOSTPED?

【Навколишнє середовище】

Навколишнє середовище стосується умов, в яких система працюватиме. Екстремальні температури можуть впливати на роботу пластикових компонентів та мастила всередині системи. Бруд, рідини та інші забруднювачі можуть пошкодити доріжки кочення підшипників та несучі елементи. Умови експлуатації можуть суттєво впливати на термін служби системи лінійного руху. Такі опції, як ущільнювальні стрічки та спеціальні покриття, можуть запобігти пошкодженню від цих факторів навколишнього середовища.

І навпаки, інженерам потрібно враховувати, як система лінійного руху впливатиме на навколишнє середовище. Гума та пластик можуть виділяти частинки. Мастила можуть аерозолізуватися. Рухомі частини можуть генерувати статичну електрику. Чи може ваш продукт приймати такі забруднювачі? Такі опції, як спеціальне змащення та позитивний тиск повітря, можуть зробити модуль або виконавчий механізм придатним для використання в чистому приміщенні.

Ключові питання, які слід поставити:

* Які небезпеки або забруднювачі присутні — екстремальні температури, бруд, пил або рідини?

* Чи є сама система лінійного руху потенційним джерелом забруднюючих речовин для навколишнього середовища?

【Робочий цикл】

Робочий цикл – це час, необхідний для завершення одного циклу роботи. У всіх лінійних приводах внутрішні компоненти, як правило, визначають термін служби всієї системи. Наприклад, термін служби підшипника всередині модуля безпосередньо залежить від прикладеного навантаження, але також від робочого циклу, який підшипник зазнаватиме. Система лінійного руху може бути здатною відповідати попереднім шести факторам, але якщо вона працює безперервно 24 години на добу, 7 днів на тиждень, вона досягне кінця свого терміну служби набагато швидше, ніж якби вона працювала лише 8 годин на добу, 5 днів на тиждень. Крім того, співвідношення часу використання та часу відпочинку впливає на накопичення тепла всередині системи лінійного руху та безпосередньо впливає на термін служби системи та вартість володіння. Попереднє уточнення цих питань може заощадити час і уникнути клопоту пізніше.

Ключові питання, які слід поставити:

* Як часто використовується система, включаючи будь-який час затримки між гребками або рухами?

* Як довго має прослужити система?