Preîncărcarea ghidului liniar explicată: ce este și cum se selectează

Preîncărcarea ghidajului liniar este utilizată pentru a elimina jocul intern dintre șina de ghidare și cărucior. Este unul dintre parametrii cheie care afectează rigiditatea sistemului, deformarea și precizia de poziționare în sistemele de mișcare liniară.

În aplicațiile de mișcare de precizie, selectarea preîncărcării adecvate este adesea mai critică decât simpla alegere a unei clase de precizie mai mare. Acest articol explică ce este preîncărcarea ghidajului liniar, cum funcționează, nivelurile comune de preîncărcare și cum să selectați preîncărcarea potrivită în funcție de cerințele aplicației.

Aplicațiile care folosesc ghidaje liniare, rulmenți liniari sau șuruburi cu bile necesită de obicei o poziționare precisă, ceea ce înseamnă că componentele în mișcare trebuie să aibă o rigiditate suficientă.

Deși ghidajele liniare cu bile cu recirculare și șuruburile cu bile pot suporta sarcini relativ mari, există întotdeauna un anumit joc inerent sau joc din cauza toleranțelor de dimensiune a bilei și a modului în care elementele de rulare se potrivesc între căile de rulare. Sub sarcini externe, acest spațiu liber poate duce la micro-mișcări care afectează negativ precizia și stabilitatea.

Prin aplicarea preîncărcării, acest joc intern este eliminat în timpul asamblării, crescând rigiditatea sistemului și reducând deformarea atunci când sunt aplicate forțe externe.

Linear-guide-preload

La ghidajele liniare de tip bile-, preîncărcarea se realizează prin instalarea elementelor de rulare cu un diametru puțin mai mare decât distanța dintre căile de rulare. Acestea sunt adesea denumite bile supradimensionate.

Diferența dintre diametrul bilei și distanța dintre calea de rulare determină forța de preîncărcare
După preîncărcare, bilele rămân în contact constant cu pistele de rulare

Producătorii exprimă de obicei preîncărcarea ca procent din valoarea nominală a sarcinii dinamice. Nivelurile comune de preîncărcare includ:

2% (preîncărcare ușoară)
5% (preîncărcare medie)
8% (preîncărcare grea)

De exemplu, dacă un ghidaj liniar are o sarcină dinamică de 25.000 N și o preîncărcare de 2%, forța de preîncărcare rezultată este de aproximativ 500 N.

Pentru ghidajele liniare de tip role-, în special cele utilizate în aplicații de-încărcare mare și de abatere redusă-, cum ar fi mașinile-unelte, nivelurile de preîncărcare pot fi semnificativ mai mari.

În unele sisteme de-rigiditate ridicată, preîncărcarea poate atinge 8%–13% din capacitatea de încărcare dinamică.
De exemplu:

Capacitate de sarcină dinamică: 20.000 N
Nivel de preîncărcare: 5%
Forța de preîncărcare rezultată: 1.000 N

Această configurație reduce foarte mult deformarea, dar crește și cerințele asupra sistemului de acționare și precizia instalării.

Din punct de vedere al rigidității, preîncărcarea mai mare reduce deformarea și îmbunătățește rezistența la deformare sub sarcină. Cu toate acestea, în aplicațiile practice, preîncărcare mai mare nu este întotdeauna cea mai bună alegere.

Preîncărcarea excesivă poate duce la:

Cerințe mai mari de forță motrice, necesitând motoare și componente de transmisie mai mari
Creșterea frecării și a temperaturii de funcționare
Uzură accelerată și durată de viață redusă

În plus, preîncărcarea introduce o forță statică internă în ghidajul liniar. Când se calculează durata de viață, această forță statică de preîncărcare trebuie luată în considerare în plus față de sarcina externă aplicată. Această forță internă este compensată numai atunci când sarcina externă depășește de aproximativ 2,8 ori forța de preîncărcare.

Prin urmare, selecția de preîncărcare ar trebui să se bazeze pe condițiile de aplicare, mai degrabă decât să vizeze cel mai înalt nivel posibil de preîncărcare.

Producătorii oferă de obicei sisteme de preîncărcare în două configurații:

Sina și căruciorul sunt furnizate ca o pereche asortată
Preîncărcarea este garantată numai în cadrul acelei combinații specifice
Instalarea căruciorului pe o altă șină poate duce la o valoare de preîncărcare necunoscută

Preîncărcarea este definită și setată în cadrul căruciorului
Cărucioarele pot fi instalate pe șine diferite
Preîncărcarea rămâne consistentă, simplificând întreținerea și gestionarea stocurilor

Atunci când selectați ghidajele liniare preîncărcate, este important să înțelegeți ce abordare folosește producătorul.

Preîncărcare ușoară este potrivită pentru aplicațiile în care frecarea scăzută și mișcarea lină sunt critice:

Alegeți-și-sistemele de plasare
Echipament de distribuire
Sisteme de inspectie
Echipamente pentru fabricarea semiconductoarelor
Sisteme automate de manipulare a materialelor

Aceste aplicații implică de obicei sarcini relativ scăzute, dar necesită mișcare precisă și receptivă.

Preîncărcarea medie asigură un echilibru între rigiditate și funcționare lină și este setarea cel mai frecvent utilizată:

Utilaje industriale generale
Echipamente de ambalare
Linii de producție automatizate

Acest nivel de preîncărcare oferă o rigiditate suficientă, menținând în același timp frecarea și durata de viață acceptabile.

Preîncărcarea grea este utilizată în aplicații care necesită rigiditate ridicată, precizie ridicată și rezistență la vibrații:

Centre de prelucrare CNC
Masini-unelte
Echipamente supuse la forțe sau momente dinamice mari

În aceste cazuri, deformarea structurală și vibrațiile sunt semnificative, iar preîncărcarea ușoară este adesea insuficientă pentru a menține precizia.

O configurație obișnuită de-rigiditate ridicată constă în:

Două șine de ghidare paralele
Două vagoane pe fiecare șină
Un aspect pătrat

Acest aranjament oferă o rezistență puternică la momentele de rostogolire, tanar și rotire.

Când sunt utilizate mai multe ghidaje liniare preîncărcate, alinierea devine critică. Deoarece preîncărcarea reduce alinierea greșită permisă, deviația verticală admisă (deseori denumită „e1”) este mai mică decât în sistemele ne-preîncărcate.

Dacă precizia suprafeței de montare este insuficientă și abaterea admisibilă este depășită, cărucioarele vor suferi sarcini suplimentare de moment de rulare, accelerând uzura și reducând durata de viață. Suprafețele de montaj-lucrate cu precizie sunt, prin urmare, esențiale pentru sistemele de ghidare liniară preîncărcate.

Preîncărcarea ghidajului liniar aplicată corect oferă câteva beneficii cheie:

Elimină jocul interior, crescând rigiditatea sistemului
Menține un contact stabil între elementele de rulare și canalele de rulare pentru o mișcare precisă
Reduce vibrațiile și zgomotul în timpul funcționării
Promovează distribuția uniformă a sarcinii între elementele de rulare
Prelungește durata de viață și reduce cerințele de întreținere

În schimb, ghidajele liniare ne-preîncărcate cu spațiu liber pot prezenta o mișcare ușoară sub sarcină, ceea ce poate afecta negativ precizia de poziționare.

Preîncărcare ghidaj liniareste aplicarea unei forțe interne pentru a elimina spațiul dintre șina de ghidare și cărucior, crescând astfel rigiditatea și reducând deformarea. Nivelurile de preîncărcare sunt de obicei clasificate ca ușoare, medii sau grele, în funcție de cerințele aplicației.

Atunci când selectează preîncărcare, inginerii ar trebui să ia în considerare:

Condiții de încărcare
Precizia de poziționare necesară
Vibrații și șoc
Capacitatea de acționare și precizia instalării

Preîncărcare mai mare ar trebui să fie selectată numai atunci când aplicația o cere cu adevărat. Selectarea corectă a preîncărcării asigură performanță stabilă, durată lungă de viață și precizie de poziționare fiabilă în sistemele de mișcare liniară.

Contactați acum

Contact-us

Număr de telefon/Whatsapp:+8618957070963
E-mail:export@dlybearing.com
YOUTUBE:youtube.com/%40DLYlinearmotion
Facebook: www.facebook.com/DLYLinearMotion
Site: www.deliyalinearmotion.com