Numărul de blocuri de ghidare liniare nu trebuie selectat numai în funcție de greutatea mașinii. Un singur bloc poate fi suficient pentru un cărucior scurt, îngust și ușor încărcat cu o sarcină centrată. Două blocuri pe o șină măresc lungimea efectivă de sprijin și reduc sarcina creată de momentele de inclinare sau de rotire. Pentru majoritatea meselor CNC, axelor portal și platformelor de automatizare industrială, două șine paralele cu două blocuri pe fiecare șină oferă cea mai echilibrată rezistență la sarcinile verticale, laterale și de moment.
Unul, două sau patru blocuri de ghidaj liniar: ce se schimbă?
Adăugarea de blocuri face mai mult decât împarte sarcina verticală. Schimbă geometria suportului. Un model de susținere mai larg sau mai lung creează un braț de pârghie mai mare împotriva momentelor de răsturnare, în timp ce un aranjament compact obligă să reziste mai mult momentului în interiorul blocului individual.
| Aranjament ghid | Avantajul principal | Limitare principală | Utilizare tipică |
|---|---|---|---|
| 1 bloc + 1 șină | Cea mai mică amprentă și cel mai mic număr de piese | Toate momentele de rostogolire, înclinare și rotire trebuie rezistate în principal de un singur bloc | Senzori mici, corpuri de iluminat și mecanisme de reglare compacte |
| 1 șină + 2 blocuri | Interval de sprijin mai lung de-a lungul direcției de deplasare | Rezistența la rulare este încă limitată de lățimea și capacitatea de moment a sistemului de șine unică- | Axe înguste de automatizare, glisiere verticale compacte și module cu o singură-șină |
| 2 șine + 1 bloc pe șină | Distanța dintre șine îmbunătățește rezistența la rulare | Lungimea scurtă de sprijin oferă o rezistență limitată la momentele de înclinare și de rotire | Plăci mobile scurte, late și ușor încărcate |
| 2 șine + 2 blocuri pe șină | Sprijin echilibrat împotriva rostogolire, înclinare și rotire | Necesită paralelism precis al șinei și o placă de montare suficient de rigidă | Mese CNC, sisteme portal, mașini-unelte și automatizări industriale generale |
| 2 șine + 3 sau mai multe blocuri pe șină | Suportă mese lungi sau mai multe zone de încărcare concentrată | Împărțirea sarcinii devine foarte sensibilă la planeitatea montajului, la variația înălțimii blocului{0}}și la deformarea plăcii | Paturi lungi ale mașinii, platforme mari de transfer și structuri speciale-de încărcare grea |
Aranjamentul comun cu patru-blocuri nu este necesar automat pentru fiecare axă, dar este adesea selectat deoarece creează două dimensiuni utile de sprijin: distanța dintre șine rezistă la rulare, în timp ce distanța dintre blocuri față-și-spate rezistă înclinării și contribuie la rezistența la rotire.
De ce sarcina totală nu determină cantitatea de blocuri
Împărțirea greutății mașinii la numărul de blocuri este valabilă numai pentru o sarcină centrată pe o platformă rigidă, simetrică și instalată cu precizie. În echipamentele reale, centrul de greutate, forța de tăiere, tracțiunea curelei, forța cilindrului, lanțul de cabluri și forța de accelerație pot acționa departe de centrul grupului de blocuri.
M = F × e
M=moment aplicat în N·mm sau N·m
F=forță aplicată în N
e=decalaj perpendicular față de centrul de referință al ghidajului
O sarcină de 500 N centrată peste un bloc și aceeași sarcină de 500 N poziționată la 200 mm distanță nu sunt echivalente. Sarcina compensată creează, de asemenea, un moment de 100.000 N·mm. Acest moment suplimentar poate face ca un bloc să poarte de mai multe ori sarcina medie sau să descarce parțial blocul opus.
Înainte de a decide câte blocuri sunt necesare, includeți:
- Masa completă în mișcare, inclusiv masa, dispozitivul de fixare, piesa de prelucrat, axul, suportul motorului și lanțul de cabluri.
- Poziția centrului-de-gravitație în direcțiile de deplasare, transversală și verticală.
- Accelerație și decelerație maximă.
- Forțele de tăiere, presare, prindere, curea, cilindru și procese externe.
- Instalare orizontală, verticală,-montată pe perete sau inversată.
- Rigiditatea necesară, stabilitatea poziționării, siguranța statică și durata de deplasare.
Când este suficient un singur bloc de ghidaj liniar?
Un bloc poate fi utilizat atunci când componenta în mișcare este scurtă și îngustă, sarcina este ușoară, centrul de greutate este aproape de centrul blocului și rigiditatea momentului necesară este modestă. Catalogul de ghidaj propriu-zis trebuie să ofere suficientă capacitate radială, inversă-radială, laterală și de moment admisibil pentru modelul selectat.
Este mai probabil ca un singur bloc să fie acceptabil atunci când toate următoarele sunt adevărate:
- Amprenta încărcăturii nu este mai mare decât este necesar.
- Forța acționează în apropierea centrului blocului.
- Accelerația, impactul și vibrațiile sunt scăzute.
- Blocul este suficient de lung sau de lat pentru capacitatea de moment necesară.
- O mică deformare unghiulară nu va afecta procesul.
- Aplicația nu este o axă verticală sau verticală{0}}de siguranță.
Un bloc nu trebuie selectat pur și simplu pentru că sarcina sa dinamică de bază este mai mare decât greutatea mașinii. Nivelul de sarcină de bază descrie capacitatea de încărcare și durata de viață la oboseală în condiții definite; nu confirmă prin ea însăși că blocul are suficientă rigiditate de moment pentru o consolă mare.
Semne de avertizare că un singur bloc nu este suficient
- Placa în mișcare se balansează când forța este aplicată la marginea ei.
- Sarcina utilă se extinde mult înaintea sau în spatele blocului.
- Un suport înalt plasează centrul de greutate mult deasupra șinei.
- Schimbările de direcție produc vibrații sau eroare unghiulară.
- Momentul calculat este aproape de limita de catalog chiar înainte ca un factor de siguranță să fie aplicat.
Când ar trebui folosite două blocuri pe o singură șină?
Două blocuri pe o șină creează o pereche de suport. Când blocurile sunt separate, momentul extern poate fi rezistat prin reacții opuse la cele două blocuri, în loc să fie purtat doar ca moment intern în cadrul unui bloc.
Acest aranjament este util atunci când mașina este îngustă, dar are nevoie de un sprijin mai bun pe direcția de deplasare. Este obișnuită în glisiere verticale compacte, axele înguste de preluare-și-plasare, echipamente de inspecție și structuri de acționare cu o singură-șină.
P1 = F/2 + M/L
P2 = F/2 − M/L
F=sarcină totală alocată șinei cu două-blocuri
M=moment de pas care acționează asupra perechii de blocuri
L=centru-la-distanță dintre cele două blocuri
P1și P2= reacții estimate la cele două blocuri
Formula arată de ce contează distanța între blocuri. În același moment, creșterea distanței centrale L reduce sarcina suplimentară M/L. Dacă P2devine negativ, modelul simplificat prezice încărcarea inversă sau ridicarea la acel bloc. Apoi trebuie verificate-încărcarea inversă, preîncărcarea, șuruburile de montare și contactul structural.
Două blocuri plasate direct unul lângă altul nu sunt la fel cu două blocuri distanțate larg. Blocurile de contact apropiat-măresc sarcina locală și capacitatea de moment, dar o distanță mai mare dintre centru oferă un braț de pârghie extern mai mare. Întotdeauna distingeți între ratingul de catalog pentru două blocuri în contact strâns și calculul de reacție pentru blocurile separate.
De ce sunt comune două șine cu patru blocuri
Un aspect cu două-șine, patru-blocuri creează un model de suport dreptunghiular. Acest lucru permite proiectantului să folosească atât distanța dintre șine, cât și distanța dintre blocuri pentru a reduce reacțiile de răsturnare.
- Distanța dintre șine Wajută la rezistența la rulare cauzată de o sarcină poziționată la stânga sau la dreapta centrului platformei.
- Distanța între blocuri Lajută la rezistența înclinării cauzate de o sarcină poziționată înaintea sau în spatele centrului blocului-.
- Ambele dimensiuni contribuie la rigiditatea și stabilitatea generală a platformei în direcțiile schimbătoare ale forței.
- Cele patru blocuri distribuie sarcina pe o placă de montaj mai mare, cu condiția ca placa și baza mașinii să fie suficient de rigide.
Pmax = Fz/4 + My/(2L)
Pmin = Fz/4 − My/(2L)
Aceste formule presupun două șine identice, două blocuri identice pe fiecare șină, poziții simetrice, o placă mobilă rigidă și o aliniere corectă. Combinația de rostogolire, înclinare, rotire, forță laterală și accelerație necesită un calcul mai complet bloc-cu-bloc. Vezi DLY-uriGhid de calcul al momentului de ghidare liniarăpentru modelul de reacție cu patru-blocuri.
Cum se calculează distanța necesară între blocurile de ghidaj liniar
Nu există o regulă universală conform căreia blocurile trebuie separate cu una, două sau trei lungimi de bloc. Distanța corectă depinde de momentul aplicat, de sarcina de proiectare admisă pe bloc, de rigiditatea platformei, de lungimea șinei disponibilă și de anvelopa mașinii.
Distanța dintre blocuri trebuie măsurată întotdeauna de la centrul unui bloc la centrul celuilalt bloc. Nu utilizați spațiul liber dintre capetele blocului decât dacă a fost mai întâi convertit la distanța centrală.
Spațiere necesară pentru două blocuri pe o șină
Dacă reacția maximă admisă de proiectare la oricare bloc este Ppermite, rearanjarea formulei cu două-blocuri dă:
Numitorul trebuie să fie pozitiv. Ppermitenu este automat egal cu sarcina dinamică de catalog C. Ar trebui să fie limita de proiectare rămasă după verificarea siguranței statice, durata de viață necesară, direcția sarcinii, preîncărcare, starea de funcționare și factorii de serviciu aplicabili.
Spațiere necesară față-la-spate pentru patru blocuri
Pentru o platformă dublă-simetrică, cu patru-blocuri sub o forță verticală centrată și doar moment de pas:
O relație similară se aplică la distanța dintre șine W pentru un moment de rulare. Creșterea distanței reduce reacția suplimentară, dar numai dacă placa mobilă este suficient de rigidă pentru a transfera forța între toate blocurile. O distanță mare pe o placă flexibilă poate să nu producă distribuția ideală a sarcinii presupusă de formulă.
Exemplu lucrat: Calculați distanța dintre blocuri dintr-o sarcină admisă
Luați în considerare o platformă simetrică cu două șine și patru blocuri:
| Forța verticală totală, Fz | 2,000 N |
| Momentul pitch, My | 300.000 N·mm |
| Sarcina de proiectare admisă pe bloc, Ppermite | 900 N |
Pasul 1: Calculați sarcina centrată pe bloc
Pasul 2: Calculați distanța minimă între blocuri
L Mai mare sau egal cu 300.000 ÷ 800
L Mai mare sau egal cu 375 mm
Pasul 3: Comparați două aspecte posibile
| Spațiere între blocuri | Adăugarea momentului pe bloc | Reacție maximă de bloc | Rezultat preliminar |
|---|---|---|---|
| 250 mm | 300,000 ÷ (2 × 250) = 600 N | 500 + 600 = 1,100 N | Peste limita de 900 N |
| 400 mm | 300,000 ÷ (2 × 400) = 375 N | 500 + 375 = 875 N | Sub limita de 900 N |
În acest exemplu de pas simplificat-, 400 mm este acceptabil, în timp ce 250 mm nu este. Rezultatul este doar o verificare preliminară a distanței. Blocul selectat trebuie să treacă în continuare verificări de siguranță statică, de viață dinamică, de sarcină inversă-, de rigiditate și de încărcare-combinată.
Exemplu de lucru: cum o spațiere mai mare modifică distribuția sarcinii
Un ansamblu mobil de 40 kg creează o forță verticală aproximativă de:
Să presupunem că centrul său de greutate este cu 150 mm înaintea centrului unui grup de patru-blocuri:
| Spațiere între blocuri din față-la-spate | Sarcina de bază per bloc | Adăugarea momentului | -Încărcare mare pe rând pe bloc | -Încărcare ușoară pe rând pe bloc |
|---|---|---|---|---|
| 300 mm | 392/4 = 98 N | 58,800/(2 × 300) = 98 N | 196 N | 0 N |
| 450 mm | 98 N | 58,800/(2 × 450) = 65.3 N | 163.3 N | 32.7 N |
Dispunerea de 300 mm plasează sarcina direct peste rândul de blocuri din față în acest caz ideal, fără a lăsa nicio reacție în jos la rândul din spate. Dispunerea de 450 mm oferă o reacție mai echilibrată. Această marjă suplimentară devine importantă atunci când axa inversează direcția, accelerează sau experimentează forțe externe ale procesului.
Spațierea între blocuri modifică și lungimea șină necesară
Creșterea distanței între blocuri îmbunătățește rezistența momentului, dar crește și lungimea grupului de blocuri în mișcare și, prin urmare, lungimea minimă a șinei.
Pentru două blocuri identice, plicul-grupului de blocuri este aproximativ distanța dintre blocuri de la centru-la-centru plus o lungime completă a blocului.
Exemplu: dacă distanța dintre centrele bloc este de 400 mm, fiecare bloc are 85 mm lungime, cursa necesară este de 600 mm și 50 mm sunt rezervate la fiecare capăt:
Lungimea șină preliminară=600 + 485 + 50 + 50 =1.185 mm
Lungimea finală a șinei trebuie apoi ajustată pentru -pasul găurii de montare, distanța la capăt-găurii, opritoarele finale, senzorii, accesul la lubrifiere și spațiul mașinii. Prin urmare, distanța dintre blocuri ar trebui optimizată împreună cu lungimea cursei și a șinei, nu calculată ca dimensiune izolată.
Ar trebui pur și simplu să plasați blocurile cât mai departe posibil?
O distanță mai mare reduce în mod normal reacția cauzată de același moment extern, dar distanța maximă nu este întotdeauna cel mai bun design complet al mașinii.
| Beneficiul unei spații mai mari | Posibil schimb-dezactivat |
|---|---|
| Reacția blocului inferior în același moment | Șină mai lungă, plic mașină mai mare și cost mai mare |
| Rigiditate unghiulară mai mare a modelului de sprijin | Placa mobilă trebuie să fie rigidă pe toată deschiderea |
| Suport mai stabil pentru o sarcină utilă suprapusă | Cursă disponibilă mai puțin pe o lungime fixă a șinei |
| Sensibilitate mai scăzută la o poziție de încărcare concentrată | Mai multă suprafață de montare trebuie prelucrată cu precizie |
O abordare practică este de a plasa blocurile cât de departe permit structura rigidă în mișcare și lungimea șinei disponibilă în mod rezonabil, apoi verificați reacțiile calculate. Nu extindeți distanța pe o placă subțire sau flexibilă doar pentru a îmbunătăți formula teoretică.
Când sunt utile mai mult de patru blocuri?
Mai multe blocuri pot fi utile atunci când o masă mobilă este foarte lungă, când mai multe componente grele sunt montate în poziții diferite sau când sarcina trebuie susținută în apropierea mai multor zone de lucru. Cu toate acestea, șase blocuri nu transportă în mod automat o-șesime din încărcătură fiecare.
Într-un sistem cu mai multe-blocuri, diferențele mici de înălțime de montare, dreptatea șinei, preîncărcare și deformarea plăcii pot face ca unele blocuri să poarte mult mai multă sarcină decât altele. Adăugarea de blocuri crește, de asemenea, sensibilitatea ansamblului și poate crea stres intern dacă șinele nu sunt coplanare.
Înainte de a adăuga mai multe blocuri, verificați mai întâi dacă problema reală poate fi rezolvată mai eficient prin:
- Creșterea distanței dintre șine sau distanță între blocuri.
- Folosind un tip de bloc mai lung în cadrul aceleiași serie de ghidaje.
- Selectarea unei dimensiuni mai mari a ghidajului.
- Utilizarea unui ghidaj cu role pentru o rigiditate mai mare.
- Reducerea decalajului de sarcină sau îmbunătățirea structurii suportului.
- Creșterea rigidității plăcii mobile și a bazei mașinii.
Greșeli obișnuite privind cantitatea blocurilor de ghidare liniară și spațierea
Selectarea numai după evaluarea sarcinii de bază
Un bloc poate avea un C sau C ridicat0valoare, dar să fie totuși prea flexibilă pentru o unealtă suspendată, un suport înalt sau o platformă largă. Capacitatea de sarcină, capacitatea momentului și rigiditatea trebuie verificate împreună.
Folosind încărcarea totală împărțită la cantitatea blocurilor
Împărțirea egală ignoră decalajul-de-centrului de greutate, accelerația și forța de proces. Selecția ar trebui să se bazeze pe blocul cel mai încărcat, nu pe blocul mediu.
Măsurarea distanței clare în loc de distanță centrală
Formulele de moment folosesc distanța dintre centrele blocurilor. Utilizarea decalajului gol dintre corpurile blocului supraestimează sau subestimează brațul real de pârghie.
Utilizarea unei șine sub o masă largă
Două blocuri pe o șină îmbunătățesc suportul de-a lungul direcției de deplasare, dar nu creează o deschidere transversală largă de sprijin. O masă largă cu încărcare laterală beneficiază de obicei mai mult de două șine.
Adăugarea de blocuri fără a îmbunătăți precizia de montare
Blocurile suplimentare cresc sensibilitatea la planeitate, paralelism și variația de înălțime a blocului{0}. Un sistem cu șase-blocuri slab prelucrat poate distribui sarcina mai puțin uniform decât un sistem cu patru-blocuri instalat corect.
Ignorarea efectului asupra lungimii șinei și cursei
Spațierea mai mare mărește plicul bloc-grupului. Dacă lungimea șinei este fixă, creșterea distanței reduce cursa disponibilă.
Procedura practică de selecție
- Definiți aspectul mașinii.Înregistrați direcția de deplasare, pozițiile șinei, orientarea de montare și dimensiunile-placii mobile.
- Calculați toate forțele.Includeți greutatea, accelerația, tăierea, presarea, cureaua, cilindru și forțele-lanțului de cablu.
- Localizați fiecare forță.Măsurați decalajul acestuia față de centrul șinei propuse-și-aranjamentului blocului.
- Alegeți o configurație inițială.Comparați un bloc, două blocuri pe o șină, două șine cu câte un bloc fiecare sau aspectul standard cu patru-blocuri.
- Calculați reacțiile bloc.Determinați reacția radială, inversă{0}}radială și laterală maximă pentru fiecare condiție de funcționare.
- Reglați distanța dintre blocuri și șine.Măriți distanța aplicabilă atunci când reacția momentului este prea mare.
- Verificați modelul de ghidare real.Verificați C, C0, momente admisibile, preîncărcare, precizie și sarcini direcționale.
- Verificați viața și siguranța statică.Utilizați sarcinile de funcționare maxime și echivalente, mai degrabă decât doar sarcina staționară.
- Verificați lungimea șinei.Confirmați cursa, blocați-plicul grupului, marginile de capăt și aranjamentul-găurilor de montare.
- Verificați structura și instalarea.Confirmați rigiditatea plăcii, planeitatea bazei, paralelismul șinei, accesul șuruburilor și spațiul de lubrifiere.
DLY furnizează ghidaje cu bile cu încărcătură grea-HD, ghidaje ED cu profil redus-, ghidaje cu role RD și ansambluri-și blocuri-potrivite. Alegerea finală în cadrulGama de ghidaj liniar DLYar trebui să se bazeze pe dimensiunea reală a șinei, tipul blocului, direcția sarcinii, precizia, preîncărcarea, lungimea șinei și aspectul mașinii.
Informații necesare pentru a confirma cantitatea de blocuri
| Informații obligatorii | Exemplu | De ce contează |
|---|---|---|
| Masa in miscare | 80 kg inclusiv masa si accesoriul | Definește forțele de bază gravitaționale și de inerție |
| Decalaje-centrului de-gravitație | X=180 mm, Y=60 mm, Z=220 mm | Determină momentele de rostogolire, înclinare și rotire |
| Accelerație și viteză | 3 m/s² și 1,2 m/s | Adaugă forță dinamică și afectează viața |
| Forța procesului | Forța de tăiere 1.500 N la un decalaj de 120 mm | Poate guverna reacția maximă de blocare |
| Accident vascular cerebral obligatoriu | 600 mm | Limitează distanța dintre blocuri și lungimea șinei disponibile |
| Spatiu de instalare | Lungimea șinei 280 mm și lungimea plăcii 520 mm | Definește dreptunghiul de suport practic |
| Model sau desen existent | HDH25, două șine și patru blocuri | Permite verificarea-a evaluării dimensionale și a sarcinii |
FAQ
Care este numărul minim de blocuri de ghidaj liniar?
Un bloc este minimul fizic pentru un ghidaj liniar profilat, dar este potrivit doar atunci când cerințele de sarcină, moment, rigiditate și siguranță permit. Multe mese mobile industriale folosesc patru blocuri, deoarece aspectul suport dreptunghiular este mai stabil.
Pot folosi un bloc pe fiecare dintre cele două șine?
Da, pentru o farfurie scurta, lata si usor incarcata. Cele două șine îmbunătățesc rezistența la rulare, dar distanța scurtă de sprijin din față-la-spate poate oferi o rigiditate limitată la pas și la rotire. Verificați cotele individuale ale momentului blocului și deviația unghiulară așteptată.
Cât de departe ar trebui să fie două blocuri de ghidaj liniar?
Nu există o distanță universală fixă. Utilizați momentul aplicat și reacția blocului permisă pentru a calcula o distanță minimă între centre, apoi alegeți cea mai mare distanță practică susținută de o placă rigidă, lungime suficientă a șinei și suprafețe de montare precise.
Două blocuri care se ating unul de altul sunt echivalente cu două blocuri separate?
Nu. Două-blocuri de contact apropiate pot avea un moment permis combinat publicat, dar blocurile separate creează un braț de pârghie de sprijin extern mai mare. Utilizați condiția de catalog care se potrivește cu instalarea reală.
Pot fi folosite trei blocuri pe o singură șină?
Da, dar partajarea egală a sarcinii nu trebuie presupusă. Trei sau mai multe blocuri necesită o precizie de montare mai bună și o placă suficient de rigidă. Distribuția finală a sarcinii poate necesita software-ul producătorului sau un calcul structural.
Pot fi amestecate diferite lungimi de bloc sau niveluri de preîncărcare pe o singură axă?
Amestecarea diferitelor structuri de bloc, niveluri de preîncărcare sau clase de precizie poate produce rigiditate neuniformă și partajarea sarcinii. Folosiți blocuri potrivite din aceeași serie, dimensiune, preîncărcare și precizie ori de câte ori este posibil și confirmați compatibilitatea înlocuirii înainte de asamblare.
Concluzie
Numărul corect de blocuri de ghidare liniare depinde de geometria suportului, nu doar de greutatea totală a mașinii. Un singur bloc poate funcționa pentru un mecanism de încărcare-ușoară compact și centrat. Două blocuri pe o șină asigură o durată de sprijin mai lungă. Două șine cu câte un bloc îmbunătățesc stabilitatea transversală. Două șine cu două blocuri fiecare oferă cel mai echilibrat aranjament general-pentru a rezista momentelor de rostogolire, înclinare și rotire.
Distanța dintre blocuri trebuie calculată din momentul aplicat și reacția de proiectare admisă la blocul cel mai puternic încărcat. Creșterea distanței poate reduce sarcina-indusă de moment, dar crește și lungimea șinei, cerințele de montare și dimensiunea mașinii. Prin urmare, selecția finală trebuie să verifice împreună capacitatea de sarcină, momentul admisibil, rigiditatea, durata de viață, rigiditatea plăcii, precizia de montare, cursa și lungimea șinei.
Trimiteți DLY masa în mișcare, poziția centrului-de-gravitație, direcția sarcinii, accelerația, forța procesului, cursa, distanța dintre șine disponibile, distanța dintre blocuri și desenul de instalare. Vă putem ajuta să verificați seria ghidajelor, aranjarea blocurilor și lungimea șinei pentru aplicația dvs.
E-mail: export@dlybearing.com
