Dimensionarea și selectarea sistemelor de mișcare liniară: un ghid complet ghidat de rulmenți

Sistemele de mișcare liniară par simple atunci când sunt noi: o șină, un cărucior, un motor și un ghidaj. Dar atunci când o mașină începe să vibreze, să sară sau să se uzeze după doar câteva luni, cauza poate fi adesea urmărită din deciziile de dimensionare și selecție luate înainte ca prima componentă să fie comandată vreodată. Concluzia de la zeci de ani de experiență în proiectarea mașinilor este clară: nu puteți dimensiona un sistem de mișcare liniară doar prin capacitatea de încărcare. Aveți nevoie de o metodă structurată care să acopere toate condițiile de funcționare și aveți nevoie de rulmenți care să fie adaptați acelor condiții.

Cadrul LOSTPED pentru selecția mișcării liniare

LOSTPED este un acronim care surprinde cei șapte factori esențiali: sarcină, orientare, viteză, călătorie, precizie, mediu și ciclu de funcționare. Este un cadru dovedit, deoarece forțează proiectantul să privească sistemul ca întreg. Fiecare factor este ușor de trecut cu vederea individual, dar împreună determină solicitările pe care trebuie să le suporte rulmenții, șinele și componentele de antrenare. Tabelul de mai jos rezumă ceea ce fiecare factor vă cere să definiți înainte de a începe să calculați.

Încărcare și orientare

Sarcina nu este doar masa deplasată. Include forțele de tăiere, forțele de strângere, forțele de accelerare și orice momente decentrate. O greșeală obișnuită este să folosiți numai greutatea la starea de echilibru, uitând că accelerația poate dubla sau tripla forța efectivă asupra căruciorului. Orientarea contează deoarece o axă verticală are gravitația care se adaugă la sarcina pe cursa descendentă și scade pe cursa ascendentă; o axă orizontală distribuie sarcina în mod diferit pe cărucior. Pentru o axă prismatică compactă, elementele de rulare suportă cea mai mare parte a sarcinii și aici a Rulment liniar proiectat pentru o mișcare lină, cu frecare redusă îmbunătățește direct repetabilitatea și reduce cuplul de antrenare.

Fabrică de rulmenți liniari cu ridicata, producători - Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd este producători de rulmenți liniari cu ridicata din China și fabrica de rulmenți liniari, Vizualizare produs →

Viteză, călătorie și precizie

Viteza afectează forțele de inerție în timpul accelerării și decelerației. Un cărucior care se deplasează la 2 m/s cu o sarcină utilă de 50 kg necesită o forță de antrenare semnificativ mai mare decât aceeași unitate care se mișcă la 0,2 m/s. Acea forță de antrenare trebuie transmisă prin elementele de rulment sau de ghidare, astfel încât vitezele mai mari necesită de obicei rulmenți mai mari și toleranțe mai strânse. Lungimea cursei modifică momentul încovoietor pe șină și dreptatea necesară. O cursă lungă introduce, de asemenea, preocupări practice legate de gestionarea cablurilor și suport. Precizia nu este un singur număr: include precizia de poziționare, repetabilitate și reacție. Un sistem care are nevoie doar de repetabilitate de 0,1 mm nu va necesita aceeași clasă de toleranță ca unul care are nevoie de 0,01 mm. Definirea din timp a clasei de precizie împiedică plata pentru un grad de ghidaj mult mai scump decât are nevoie procesul.

Mediu și ciclu de funcționare

Murdăria, lichidul de răcire, schimbările de temperatură și substanțele chimice de spălare atacă suprafețele rulmenților. Un rulment etanș cu unsoarea corectă va supraviețui mult mai mult decât unul deschis într-o fabrică cu praf. Ghidajele liniare sunt comune în rulmenți pentru sistemul de transport , unde sarcinile de praf și șoc sunt constante; același raționament se aplică oricărei axe liniare. Se folosesc multe roți de ghidare Rulmenți cu bile adânci, cu dublu contact, seria 6000 mai ales pentru că etanșările lor protejează elementele de rulare de contaminare. Ciclul de funcționare contează deoarece durata de viață la oboseală este o funcție a stresului acumulat; o mașină care rulează în trei schimburi va avea nevoie de un rulment mai mare decât unul care funcționează intermitent. Mediul afectează, de asemenea, alegerea lubrifierii: grăsimea alimentară, grăsimea la temperatură joasă și cea la temperatură înaltă nu sunt interschimbabile.

Comerț cu ridicata Seria 6000 două garnituri de contact Fabrica de rulmenți cu bile cu caneluri adânci, Manufa Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd este producători de rulmenți cu bile adânci din seria 6000 cu două etanșări de contact și seria 6000 cu două... Vizualizare produs →

Calcule de dimensionare și estimare de viață

Odată definiți factorii Pierduți, puteți trece de la selecția calitativă la dimensionarea cantitativă. Procesul general urmează acești pași:

1. Rezolvați forțele aplicate în componente radiale și axiale care acționează asupra căruciorului sau blocului de rulmenți cel mai puternic încărcat.
2. Înmulțiți sarcina calculată cu un factor de aplicare (de obicei de la 1,2 la 2,0) pentru a lua în considerare șocurile și vibrațiile.
3. Calculați sarcina dinamică echivalentă pe baza raportului real dintre sarcina axială și radială, folosind ecuațiile producătorului rulmentului.
4. Selectați o șină preliminară și o dimensiune a căruciorului cu o capacitate de încărcare dinamică mai mare decât valoarea necesară.
5. Calculați durata de viață L10 utilizând ecuația de viață a producătorului și convertiți durata de viață la distanță în ore de funcționare folosind viteza și ciclul de funcționare.
6. Verificați factorul de siguranță statică sub sarcina maximă staționară, inclusiv preîncărcarea și solicitarea de montare.

Deoarece durata de viață a L10 este exprimată în distanță sau cicluri, trebuie să o convertiți în ore folosind viteza și ciclul de funcționare. Multe defecțiuni de câmp nu sunt cauzate de formule greșite, ci de intrări greșite: o valoare a sarcinii care omite accelerația, o orientare care ignoră gravitația sau un ciclu de lucru care presupune condiții perfecte. Reevaluați întotdeauna factorul de siguranță statică sub sarcina staționară în cel mai rău caz. Luați în considerare și factorul de contact: atunci când două șine sunt montate una lângă alta și distribuția sarcinii nu este perfect echilibrată, capacitatea efectivă a fiecărei șine este mai mică decât valoarea de catalog. Dacă utilizați o singură șină cu două blocuri, capacitatea de moment a șinei devine factorul de control.

Toleranțe de instalare și montaj

Selecția nu se termină la numărul de catalog. Toleranțele de instalare determină dacă sistemul selectat funcționează conform calculelor. Șina trebuie montată pe o suprafață prelucrată care respectă planeitatea specificată. Șuruburile de transport trebuie strânse în ordinea corectă, iar cele două șine trebuie să fie paralele în limitele permisului producătorului. Nealinierea creează încărcare pe margine, care poate reduce durata de viață calculată cu un ordin de mărime. Înainte de a finaliza proiectul, confirmați că suprafața de montare este suficient de rigidă. Luați în considerare metodele de fixare recomandate: plăcile de împingere, șuruburile de fixare și suporturile conice au rigiditate și ajustabilitate diferite. Câteva minute petrecute pe desenul de montare economisesc ore de corectare a câmpului ulterioară.

Lucrul cu un producător de rulmenți pentru sisteme liniare

Chiar și un ghidaj liniar dimensionat cu grijă va funcționa prost dacă rulmentul din interiorul acestuia nu este potrivit cu aplicația. De aceea, un furnizor de rulmenți cu cunoștințe este un atu practic în faza de proiectare. Un producător cu design intern, producție automată și sisteme de calitate ISO/TS16949 vă poate ajuta să alegeți din serii standard sau să specificați găuri, etanșări și materiale non-standard. Pentru aplicațiile care necesită un rulment cu autoblocare într-o carcasă, an Rulment inserție de blocare cu șurub din seria UC este un bun exemplu de componentă care combină simplitatea montajului și transmisia fiabilă a cuplului. La fel, un furnizor care și produce rulmenți pentru motor electric tinde să înțeleagă limitele de viteză, creșterea temperaturii și controlul vibrațiilor, care sunt aceleași preocupări în mișcarea liniară. O companie cu experiență de export în peste 50 de țări este, de asemenea, probabil să sprijine constructorii internaționali de mașini cu o calitate și o documentație consistentă.

Comerț cu ridicata UC Set Screw Locking Insert Bearing Series Factory, Producători - Ni Ningbo Sanya Bearing Co., Ltd este producători din seria de rulmenți cu inserție de blocare UC cu șurub de fixare cu ridicata din China și inserție de blocare cu șurub UC... Vizualizare produs →

Cea mai fiabilă modalitate de a dimensiona și selecta un sistem de mișcare liniară este de a combina un cadru structurat precum LOSTPED cu un calcul atent și o intrare de producție cinstită. Definiți sarcina, orientarea, viteza, deplasarea, precizia, mediul și ciclul de funcționare înainte de a vă uita la cataloage. Traduceți acele intrări într-o sarcină echivalentă, calculați valoarea dinamică necesară, verificați factorul de siguranță statică, apoi alegeți rulmenți și șine care pot fi instalate în limitele toleranțelor reale ale mașinii dumneavoastră. Când faceți acest lucru, sistemul liniar va funcționa conform intenției, iar rulmenții din interiorul acestuia vor dura.