Kerek vezetősínek VS négyzet alakú vezetősínek CNC útválasztókhoz

CNC lineáris sínkészlet

A lineáris vezetősínek (CNC lineáris sínkészlet) 2 típusban kaphatók, kerek vezetősínek és négyzetes vezetősínek. A kerek vezetősínek az 1.-ből származnak, de nem biztosítják a négyzet alakú vezetősín alkatrészek által kínált pontosságot. Azonban a kerek vezetősín az előnyben részesített vezetősín nagy terhelés melletti függőleges mozgásokhoz. Az alkalmazás határozza meg, hogy milyen típusú lineáris vezetősínt kell használni. Az egyik szempont a másikkal szemben nem különbözik a másik választásától CNC router komponens, specifikálja a tervezést, határozza meg a rendszer céljait, és dolgozzon ki a múltbeli sikerekből és hibákból. De aki kevés tapasztalattal rendelkezik, az egyszerű hibákat is elkövethet. A legjobb kiindulópont az egyes típusok alapvető tulajdonságainak elsajátítása, és az alkalmazás szempontjából legrelevánsabbak átvétele.

A kerek vezetősínek technológiáját az elmúlt 60 évben szinte tökéletesre csiszolták, a négyzet alakú vezetősínek pedig tekintélyes 35 körül alakult. A legtöbb tervezési probléma már régóta megoldódott, és az anyagok drámaian javultak. A legtöbb probléma helytelen használatból és helytelen alkalmazásból adódik. A helytelen alkalmazás fő okai pedig gyakran személyes elfogultságból vagy előítéletből, téves számításból vagy esztétikai megítélésből származnak. Vagyis egy viszonylag kis lineáris profilsín tökéletesen megfelel a terhelésnek, a sebességnek és minden egyéb követelménynek. De ha a CNC útválasztóra szerelik, az igényes szem arra a következtetésre juthat, hogy gyengének és határozottan alulméretezettnek tűnik.

Az egyik típusú lineáris gömbpersely-vezető nem feltétlenül könnyebben használható, mint egy másik. A választás teljes mértékben az adott alkalmazástól függ. Általánosságban elmondható, hogy egy adott négyzet alakú sínes alkatrész többe kerülhet, mint a kör, de egyéb követelményekkel, beleértve a rendszerköltséget is, foglalkozni kell. Ezek a tételek tartalmazzák legalább a CNC-maróágy vagy más rögzítési felület előkészítésének költségeit a sínrendszerhez, a szükséges pozicionálási pontosságot és a lineáris sín alrendszer számára rendelkezésre álló helyet.

Mielőtt azonban ceruzát a papírra vagy az egeret az alátétre helyezné, döntse el, hogy négyzet alakú vagy kerek sínt választ. Ha úgy tűnik, hogy az alkalmazás mindkét irányban működhet, futtasson előzetes számításokat a legkritikusabb tulajdonságokra vonatkozóan, és meg kell bizonyosodnia arról, hogy semmit sem hagynak figyelmen kívül.

Kerek vezetősínek

A négyszögletes vezetősínek megjelenése előtt a kerek vezetősínek minden lineáris mozgásszabályozási helyzetet kielégítenek. És sok éven át ezt csodálatosan tették. De mivel a CNC-router-felhasználók bizonyos munkáknál szorosabb tűréshatárokat követeltek, a CNC-routergyártók a klasszikus marási és kaparási módszert részesítették előnyben. Kerek vezetősíneket használtak perifériákhoz, amikor nem tudtak megfelelni a tűréskövetelményeknek.

Ez nem tette kevésbé értékessé vagy elavulttá a kerek vezetősíneket. Előnyeik továbbra is meghaladják a hátrányaikat. A kerek vezetősínek általában olcsóbbak, mint a négyzet alakú vezetősínek, de ez nem lehet az elsődleges kritérium egyetlen alkalmazásnál sem. A négyzet alakú sín valójában meghibásodhat, míg a kerek sín simán és hibátlanul működhet. Például a kerek vezetősínek a legtöbb esetben jobban elnézik az eltolódást, a rossz párhuzamosságot és a nyomatékos terheléseket. CNC gépek és több variációt tesz lehetővé a h8 sínben, mint a négyzetes sínrendszerekben. Ennek ellenére elbírják a 0.01 hüvelykes utazási egyenességet. 10 ft-ig. Ezenkívül a kis gördülő elem simábbá teszi a kerek sín mozgását.

Ennek a pontosságnak az eléréséhez csak a végükön van szükségük alátámasztásra, bár sok helyen több ponton vagy teljes hosszukban van alátámasztva. Ez lehetővé teszi, hogy a sínek probléma nélkül keresztezzék a hézagokat, és biztonságosan menjenek egyik támasztól a másikig. Ha a körsínes rendszer csak tengely-sín összeállítást igényel (akna, sín vagy tengely és 2 végtámasztékos tömb 4 párnatömbbel), az előkészítési költség kevesebb, mint a négyzetes sín. Általában a körsínes telepítés viszonylag egyszerű és olcsó. A szerviz és a csere pedig a körsínt részesíti előnyben.

Négyzetes vezetősínek (profilvezetősínek)

A négyzet alakú vezetősíneket eredetileg a CNC marószerszám-ipar számára tervezték. Cserélték az integrált kocsikat és utakat, amelyek a CNC útválasztó ágyának szerves részét képezik. Ennek ellenére egyes hagyományos kocsik és utak még mindig nagy pontosságot biztosítanak bizonyos helyzetekben.

A négyzet alakú vezetősínek merevebbek és merevebbek, de egyenes, folyamatos alátámasztást igényelnek, szigorú síkossági és párhuzamossági követelményekkel; nem tudják áthidalni azokat a hézagokat, amelyeket egy kerek sín tud. Mivel azonban a CNC útválasztók gyártói hozzászoktak a precíziós ágyelőkészítéshez, ez nem probléma.

A négyszögletes vezetősínek fő előnye a nagy pozicionálási pontosság, ami különösen hasznos marásnál és köszörülésnél. 0.0002 láb hosszon 0.001 és 10 hüvelyk között tartanak, szemben a kerek vezetősínek 0.01 hüvelykével. Ezt a pontosságot egy pillanatnyi terhelésre is kezelik; az egykocsi és az egysín alkalmasabb erre, mint a körsín. És mivel a négyzet alakú sín nagy pontossággal kezeli a nagyobb terhelést, a legtöbb felhasználó valamivel kevésbé sima, mint a kerek vezetősínek.

Bár az egyetlen profilsín egység bírja a pillanatnyi terhelést, ez nem mindig ajánlott. 2 vagy több egységet kell használni a terhelés kiegyensúlyozásához vagy a súlyelosztáshoz. Egy négyzet alakú sín azonban elfér ott, ahol 2 kerek vezetősínre lenne szükség. A profilsínek használata azért is egyszerűbb, mert egy vagy két részre van szükségük a teljes rendszerhez, a sínhez és a kocsihoz, míg a körsín még néhány részből áll.

A négyzet alakú vezetősínek nagyobb teherbírásúak, mint azt a terhelést, amelyet az egység túlél egy meghatározott távolság megtételekor. Például egy 20,000 100 N kapacitás km-en alapul. A kopás pedig minimális, mert a sín nem csúszik, hanem gördülő kontaktusa van. A négyzet alakú sín élettartama elsősorban a környezet típusától, a megfelelő kenéstől és a karbantartástól függ. Ha minden más egyenlő, a kerek vezetősínek egy kicsit toleránsabbak, mert nem olyan szoros a csomagolás, és nem olyan érzékenyek az apró eltérésekre. A négyzet alakú sín érzékenyebb a törmelékre és az ütésekre, bár nagyobb a kapacitása és nagyobb az ütésekkel szembeni ellenállása, amelyek nem érintik a gördülőelemet.

A kopás szempontjából a kerek sín természetes törmelékleválasztó képességekkel is rendelkezik. A négyzet alakú sínek el vannak rejtve a közvetlen hozzáférés elől, de nem feltétlenül ontják le a törmeléket. A sínre alkalmazott folyékony hajtóerővel a kerek sín jobban teljesít, mint a négyzet alakú sín, mivel a négyzet alakú sín felhúzódhat a versenyterületek egy részén, míg a körsín kevésbé hajlamos a felhúzásra.

Válassza ki a használni kívánt sín típusát, mielőtt elindítaná a CNC útválasztó alkatrészeinek elrendezését. A rögzítőelemek radikálisan különböznek a kerek és a négyzet alakú vezetősínek között, és a munkaterület is változik, csakúgy, mint a fizikai mérethez tartozó terhelés. Ha később nem sikerül, akkor az egyik márkájú négyzet alakú sínről a másikra váltás egyszerűbb, mint a négyzet alakú sínről egy kerek sínre váltani. Minden gyártó követi azokat a szabványokat, amelyek bizonyos fokú felcserélhetőséget tesznek lehetővé egy típuson belül.

A hatékonyság 2 oldalról közelíthető meg. Az egyik a légellenállási súrlódási együtthatóval foglalkozik; a kisebb súrlódás kisebb bemeneti energiát jelent. A körsín ellenállása valamivel kisebb, és működése simább, mint a profilsíné. De azok, akik rendszeresen használják a négyzet alakú vezetősíneket, elegendő erőt biztosítanak a sínek megfelelő meghajtásához. Vannak, akik a hatékonyságot a teljes boríték vagy méret szempontjából is figyelembe veszik. A kisebb profilsín kisebb csomagot kínál nagyobb terhelésekhez.

A lökésszerű terhelés, akárcsak a pillanatnyi ütközőterhelés, minden csapágyat érint. A négyzet alakú vezetősínek nagyobb terhelést is elbírnak, mint egy kis egység, így az ütés inkább ütközőerő. De a sín minden esetben a normál terhelés kapacitásához van méretezve, nem lökésterheléshez. Szignifikáns különbség nincs azon kívül, hogy a nehézgépekben egy lökés már csak a tiszta tömeg miatt is károsabb.

A négyzet alakú vezetősínek néhány kritikus környezeti leértékelést tartalmaznak, amelyek jellemzően a gyártó kézikönyvében vagy tervezési útmutatójában találhatók. Sajnos a tervezők nem veszik figyelembe kellően gyakran a csökkentő tényezőket a tervezés kezdeti szakaszában sem a kerek, sem a négyzet alakú vezetősínek esetében. Például az Egyesült Államokban a normál terhelhetőségi besorolás 2 millió hüvelyk vagy 50 km és 100 km vagy 4 millió hüvelyk az európai piacon. A szabványok gyakran azt javasolják, hogy egy sínrendszert ne használjunk sem 25, sem 50% a névleges kapacitásból.

A katalógusban van

A lineáris görgős és gömbvezetők legtöbb katalógusa alkalmazási és mérnöki információkat tartalmaz a méretre és a telepítésre vonatkozóan. Ezek a paraméterek szükségesek a dinamikus terhelési és nyomatéki értékek, valamint a statikus terhelés és nyomatékkapacitások meghatározásához, beleértve a dőlést, a dőlést és a lengést. A katalógusok grafikonokat és egyenleteket is tartalmaznak a csapágy élettartamának meghatározására a dinamikus terhelési névleges és az alkalmazott dinamikus terhelés bemeneti paraméterei alapján. Minden lineáris görgős vagy golyóscsapágyvezető egyedi specifikációkkal rendelkezik a sebességre, a gyorsulásra, a tűrésekre, az előterhelésre és a hőmérséklet-tartományra vonatkozóan.

A profilvezetők legkritikusabb paramétere a futási párhuzamosság, amely több mikrométeres tartományba esik. Hacsak nem követik szigorúan, a csapágyak megtapadnak vagy idő előtt elkopnak. Az ilyen problémák elkerülése érdekében a szerelési útmutatók gondosan foglalkoznak a szerelési felület előkészítésével, a szerelési tűrésekkel és a sín párhuzamosságával. A szerelési adatok magukban foglalják a sín függőleges eltolását, a függőleges és oldalsó kocsi eltolását, a rögzítési furatok tűrését, a csavarok nyomatékát és a tompakötéseket.

A kerek lineáris golyóscsapágyak ugyanazokat a szempontokat követelik meg, mint a profilsínek, plusz néhányat. A poláris grafikonok a dinamikus teherbírást, a grafikonok pedig a terhelés élettartamát mutatják. Az alacsony, 0.001-es súrlódási tényező és a kerek vezetősínekre adott önbeálló specifikációk szükségtelenné teszik a profilsínekhez általában hozzárendelt leértékelési tényezőket.

Alkalmazási területek

Míg a tervezésben rejlő kiterjedt köszörülési követelmények miatt a négyzet alakú lineáris vezetősínek egykor sokszor drágábbak voltak, mint a kerek technológia, az új gyártási technikák és a méretgazdaságosság arra ösztönözte a mérnököket, hogy a szögletes vezetősínek szélesebb alkalmazási területen való használatát szórakoztassák. A négyzet alakú lineáris vezetősínek ma már sok olyan alkalmazásban megtalálhatók, amelyeket egykor csak kerek vezetősínek támogattak.

A legtöbb alkalmazás kerek vagy négyzet alakú vezetősínt is használhat. De néhány sínt lecserélnek a másik típusra, mert az előbbi nem működik. Ilyen volt a kórház-beteg ágy, ahol a tervező egy négyzet alakú sínnel kezdte a tengelyirányú mozgást. De a gyűlés megkötné; nem tudott szabadon mozogni, hacsak nem lazították meg a rögzítőcsavarokat, hogy némi csavaró mozgást tegyen lehetővé. Az ágykeret egyszerűen nem volt elég merev. A négyszögletes sínt ki kellett cserélni az önbeálló körsínre.

Egy másik, hasonló problémával küzdő alkalmazás egy automata fémlemez alapjára szerelt négyzet alakú sín volt. A sín nem működött, mert a lemezes rögzítés nem volt elég merev. Néha a tervezők megismétlik a hibákat, amikor ugyanazt a problémát más megvilágításban nézik. Egy mérnök, aki ismeri a kerek vezetősíneket, hajlamos ragaszkodni hozzájuk, függetlenül attól, hogy a nagyobb pontosság érdekében szükség van az alkalmazásra. De a legtöbb alkalmazásnak nincs szüksége a négyzetes sín pontosságára. A teljes rendszerköltséget kell nézniük, nem csak az alkatrészek költségét. Ez pedig azt jelenti, hogy be kell építeni az összes perifériára és kiterjesztett problémára vonatkozó követelményeket.

A körsín terhelés/élettartam grafikonja az adott golyósperselyes csapágy határterhelését jelzi. Adja meg a diagramot a legnagyobb terhelésű csapágy maximális terhelésével és a szükséges élettartammal, és keresse meg a 2 vonal metszéspontját. A kereszteződésen átmenő vagy felette és attól jobbra lévő terület jelzi a legmegfelelőbb csapágyakat.

A csapágy iránya vagy az alkalmazott terhelés iránya határozza meg a golyós perselyes csapágy dinamikus teherbírását. A korrekciós tényezőt az alkalmazott terhelés irányából a poláris grafikonon látható csapágygolyós pályák irányához viszonyítva találjuk meg. A teherbírás meghatározásához a K korrekciós tényezőt meg kell szorozni az adott egység dinamikus teherbírásával.

A négyzet alakú vezetősínek teljesítménye felülmúlhatja a kerek vezetősíneket olyan speciális körülmények között, amelyek nagyobb merevséget és nagyobb tömörséget igényelnek a mérethez viszonyított teherbírás tekintetében. Általában a profilvezető sínek nagyobb teherbírást, pontosságot és merevséget, valamint hosszabb élettartamot kínálnak.

A négyszögletes vezetősíneknek rendkívül párhuzamos felülettel kell rendelkezniük, hogy megakadályozzák a bekötést és a túlzott kopást. Hajlamosak felvenni a rögzítési felület alakját, ami szükségessé teszi a párhuzamossági előírások szigorú betartását.

Kerek vezetősínek VS szögletes vezetősínek egy pillantásra