Lineární hřídelový systém poskytuje řízenou dráhu pro přímý-pohyb v automatizačních zařízeních, balicích strojích, kontrolních zařízeních,-systémech manipulace s materiálem a strojích lehkého průmyslu. Jeho účel je často nepochopený, protože podmínkylineární hřídel, lineární osaalineární pohonse někdy používají zaměnitelně.
Lineární hřídel je především avodící a nosné{0}}komponenty zatížení. Normálně sám o sobě nepřevádí rotaci motoru na lineární pohyb. Místo toho hřídel pracuje s lineárními ložisky, jezdci, podpěrami a samostatným hnacím mechanismem pro vytvoření kompletní lineární pohybové osy.
Lineární hřídel, lineární osa a lineární aktuátor
Pochopení těchto tří pojmů pomáhá předcházet chybám ve specifikaci při navrhování nebo získávání pohybového systému.
| Období | Co popisuje | Primární funkce |
|---|---|---|
| Lineární hřídel | Přesná kulatá hřídel používaná s lineárními ložisky nebo pouzdry | Poskytuje vodicí plochu a podporuje radiální zatížení |
| Lineární osa | Kompletní mechanická sestava, která produkuje kontrolovaný pohyb v jednom směru | Kombinuje vedení, podporu, pohon a montáž |
| Lineární pohon | Poháněná jednotka, která vytváří lineární posuv | Generuje pohyb pomocí šroubu, pásu, válce nebo jiného mechanismu |
Jedna osa stroje může obsahovat dvě paralelní hřídele, čtyři lineární ložiska, pohyblivou plošinu a kuličkový šroub. V tomto uspořádání vedou hřídele plošinu, ložiska umožňují pohyb s nízkým-třením a kuličkový šroub polohuje plošinu. Odkazování na samotný hřídel jako na kompletní převodový systém by přehlédlo tyto různé mechanické odpovědnosti.
Součásti systému lineárních hřídelí
Praktický lineární hřídelový systém je sestaven z několika komponentů, které přenášejí zatížení z pohyblivé plošiny na rám stroje a zároveň umožňují pohyb v požadovaném směru.
| Komponent | Role v systému | Co to ovlivňuje |
|---|---|---|
| Lineární hřídel | Poskytuje rovný, kalený kluzný povrch pro ložisko | Přesnost vedení, odolnost proti opotřebení, tuhost a hladkost |
| Lineární ložisko | Pohybuje se podél hřídele a přenáší zatížení vozíku na povrch hřídele | Jízdní odpor, povolené zatížení, vůle a kvalita pohybu |
| Podpora hřídele | Lokalizuje hřídel a přenáší sílu na montážní konstrukci | Vyrovnání, průhyb hřídele a stabilita sestavy |
| Pohyblivý kočár | Spojuje ložiska a nese nástroj, přípravek nebo obrobek | Rozložení zatížení a odolnost vůči klopným, klopným a stáčivým momentům |
| Pohonný mechanismus | Využívá sílu k pohybu a umístění vozíku | Řízení rychlosti, zrychlení, tahu, opakovatelnosti a polohování |
| Základna stroje | Poskytuje referenční povrch pro kompletní sestavu | Paralelnost, strukturální tuhost a dlouhodobé{0}}zarovnání |
Jak pohyb a zátěž prochází systémem
Hnací mechanismus působí silou na pohyblivý vozík. Při pohybu vozíku se lineární ložiska odvalují nebo kloužou po povrchu hřídele. Hřídele omezují nežádoucí pohyb v jiných směrech a udržují vozík na zamýšlené dráze.
Nesené zatížení přechází z plošiny do ložiskových těles, přes ložiskové prvky a na hřídel. Hřídel pak přenáší toto zatížení přes své podpěry na základnu stroje. Tato dráha zatížení vysvětluje, proč průměr hřídele, rozteč podpěr, uspořádání ložisek a tuhost základny ovlivňují chování systému.
Motor s dostatečným výkonem nemůže kompenzovat slabou vodicí konstrukci. Pokud se nepodepřený hřídel ohne nebo pokud dva hřídele nejsou rovnoběžné, vozík se může pod zatížením zablokovat, vibrovat nebo změnit polohu, i když pohonná jednotka funguje správně.
Společné lineární uspořádání hřídelů
Nepodporované kulaté hřídele
Nepodporovaná hřídel je normálně držena na svých koncích nebo namontována pomocí samostatných podpěrných bloků hřídele. Toto uspořádání je jednoduché a ekonomické, takže je užitečné pro kratší rozpětí, střední zatížení a zařízení, kde je důležitá snadná montáž.
Jeho hlavním konstrukčním omezením je průhyb mezi podporami. Zvětšení vzdálenosti mezi podpěrami nebo použití většího zatížení zvyšuje ohyb, což může ovlivnit stabilitu vozíku. S hřídelí je proto třeba zacházet spíše jako s konstrukčním prvkem, než vybírat pouze podle vrtání ložiska.
Plně podporované kolejnice hřídele
V systému podepřených hřídelí SBR nebo TBR je kruhový hřídel po své délce spojen s podpěrnou základnou. Průběžná podpěra snižuje průhyb hřídele a vytváří tužší montážní konstrukci pro delší pojezd nebo vyšší provozní zatížení.
Protože podpěra zabírá část obvodu hřídele, používají tyto systémy ložiska otevřeného -typu nebo odpovídající kluzné jednotky. Hřídel, základna a jezdec by proto měly být považovány spíše za kompatibilní sestavu než za nesouvisející části.
Dvojité-vodicí systémy hřídelí
K podpoře pohyblivé desky se často používají dvě paralelní hřídele. Odstup hřídelí od sebe zlepšuje odolnost vůči klopným momentům, zatímco použití dvou nebo více ložisek na každé straně může rozložit zatížení na větší plochu.
Přínos závisí na geometrii sestavy. Pokud je rozteč hřídelí příliš malá, vozík má menší odolnost vůči momentovému zatížení. Pokud jsou hřídele instalovány nerovnoběžně, může dojít k dodatečnému odporu ložiska po celém zdvihu.
Navádění a řízení musí být hodnoceny samostatně
Se stejnou základní konstrukcí vedení hřídele lze kombinovat různé hnací mechanismy. Vhodná kombinace závisí na tom, čeho má stroj dosáhnout.
| Typ pohonu | Co Drive poskytuje | Co systém hřídelí stále poskytuje |
|---|---|---|
| Kulový šroub | Kontrolovaný tah a přesné polohování | Vedení vozíku a odolnost vůči radiálnímu a momentovému zatížení |
| Rozvodový řemen | Rychlý pojezd na relativně dlouhý zdvih | Stabilní dráha pro pásový-vozík |
| Pneumatický válec | Jednoduché vysouvání a zatahování | Vnější vedení, kdy by tyč válce neměla nést boční zatížení |
| Ruční mechanismus | Přemístění-kontrolované operátorem | Opakovatelné přímé-navádění pro úpravu nebo umístění |
Oddělení navádění od měniče také zjednodušuje odstraňování problémů. Chyba polohování může pocházet z motoru, spojky nebo šroubu, zatímco vibrace nebo vázání mohou pocházet z podpěr hřídele, ložisek nebo montážní geometrie. Zacházení s celou sestavou jako s jednou nerozeznatelnou „součástí lineární osy“ ztěžuje identifikaci skutečné příčiny.
Kde se používají lineární hřídelové systémy
Lineární hřídelové systémy jsou užitečné zejména tehdy, když stroj potřebuje přímou, provozuschopnou a nákladově -informační strukturu vedení.
- Balicí zařízení:vodicí těsnicí hlavy, dorazy výrobků, posunovače a nastavitelné sekce stroje.
- Inspekční systémy:podporující kamery, senzory a měřicí přípravky, které se pohybují mezi opakovatelnými polohami.
- Manipulace s materiálem:vedení přenosových desek, vybírání-a{1}}umístění vozíků a lehkých dopravních mechanismů.
- Dřevoobráběcí a řezací zařízení:podporující nastavitelné ploty, podávací mechanismy a pomocné pohyblivé jednotky.
- Montážní stroje:vodicí lisovací přípravky, dávkovací hlavy a zařízení pro vkládání komponent-.
Lineární hřídel sama o sobě neurčuje úplnou přesnost stroje. Konečný výkon závisí na uložení hřídele a ložiska, nosné konstrukci, hnacím mechanismu, montážní referenci a způsobu působení vnějšího zatížení.
Co určuje stabilitu systému?
Několik mechanických vztahů má větší účinek než pouhé zvýšení tvrdosti hřídele nebo výkonu motoru.
- Rozpětí a podpora hřídele:delší nepodepřené rozpětí je citlivější na ohyb.
- Uspořádání ložisek:počet a rozteč ložisek ovlivňují, jak vozík odolává momentovému zatížení.
- Rovnoběžnost:dvojité hřídele musí sledovat stejný směr pohybu, aniž by tlačily ložiska do stran.
- Kompatibilita s povrchem:povrch hřídele musí být vhodný pro zvolené lineární ložisko nebo pouzdro.
- Pozice zatížení:posunuté zatížení vytváří moment, i když se jeho celková hmotnost zdá být střední.
- Tuhost základny:přesná sestava hřídele nemůže zůstat vyrovnána na pružné nebo nerovné montážní konstrukci.
Tyto vztahy vysvětlují, proč se dva stroje používající stejný průměr hřídele mohou chovat odlišně. Hřídel je jedním prvkem nosné-konstrukce a její výkon závisí na uspořádání celé konstrukce.
Závěr
Lineární hřídel obvykle není součástí, která převádí rotační pohyb na lineární pohyb. Jeho hlavním úkolem je poskytovat lineární ložiska rovné a odolné proti opotřebení-, přenášet zatížení vozíku do nosné konstrukce a omezovat nežádoucí pohyb.
Kompletní průmyslová lineární osa kombinuje systém vedení hřídele s ložisky, podpěrami, pohyblivou plošinou, hnacím mechanismem a pevnou montážní základnou. Pochopení role každé komponenty usnadňuje návrh systému, popis technických požadavků a identifikaci zdroje pohybových problémů.
Prozkoumejte DLYlineární hřídelové systémy, odpovídajícílineární ložiskaařešení pohonu kuličkovým šroubempro průmyslová pohybová zařízení.
