Кількість лінійних направляючих блоків не слід вибирати лише за вагою машини. Одного блоку може бути достатньо для короткої, вузької та малонавантаженої коляски з центрованим вантажем. Два блоки на одній рейці збільшують ефективну довжину опори та зменшують навантаження, створюване моментами нахилу або повороту. Для більшості столів з ЧПК, портальних осей і платформ промислової автоматизації дві паралельні рейки з двома блоками на кожній рейці забезпечують найбільш збалансований опір вертикальним, бічним і моментним навантаженням.
Один, два або чотири лінійних направляючих: що змінилося?
Додавання блоків не тільки розподіляє вертикальне навантаження. Він змінює геометрію опори. Ширший або довший малюнок опори створює більше плече важеля проти моментів перекидання, тоді як компактне розташування змушує протидіяти більшій частині моменту всередині окремого блоку.
| Організація гіда | Основна перевага | Основне обмеження | Типове використання |
|---|---|---|---|
| 1 рейковий + 1 блок | Найменша площа та найменша кількість деталей | Всі моменти крену, тангажу та повороту повинні протистояти головним чином одним блоком | Невеликі датчики, освітлювальні прилади і компактні механізми регулювання |
| 1 рейка + 2 блоків | Більший проміжок опори вздовж напрямку руху | Опір коченню все ще обмежується шириною та моментною здатністю однієї-рейкової системи | Вузькі осі автоматизації, компактні вертикальні направляючі та одно-модулі напрямних |
| 2 рейки + 1 блок на рейки | Відстань між рейками покращує опір коченню | Коротка довжина опори забезпечує обмежений опір моментам нахилу та відхилення | Короткі, широкі та малонавантажені рухомі плити |
| 2 рейки + 2 блоків на рейки | Збалансована опора проти крену, крену та повороту | Потрібна точна паралельність рейок і досить жорстка монтажна пластина | Столи з ЧПК, портальні системи, верстати та загальна промислова автоматизація |
| 2 рейки + 3 або більше блоків на рейки | Підтримує довгі столи або кілька зон зосередженого навантаження | Розподіл навантаження стає дуже чутливим до площинності монтажу, зміни висоти-блока та деформації пластини | Довгі станини машин, великі транспортні платформи та спеціальні важкі{0}}конструкції |
Загальне розташування чотирьох-блоків не вимагається автоматично для кожної осі, але його часто вибирають, оскільки воно створює два корисні опорні розміри: відстань між рейками перешкоджає крену, тоді як відстань від переднього-до-заднього блоку перешкоджає нахилу та сприяє опору повороту.
Чому загальне навантаження не визначає кількість блоку
Поділ ваги машини на кількість блоків дійсний лише для центрованого навантаження на жорстку, симетричну та точно встановлену платформу. У реальному обладнанні центр ваги, сила різання, натяг ременя, сила циліндра, тросовий ланцюг і сила прискорення можуть діяти далеко від центру групи блоків.
M = F × e
M=прикладений момент у Н·мм або Н·м
F=прикладена сила в Н
e=перпендикулярне зміщення від опорного центру напрямної
Навантаження 500 Н, зосереджене над блоком, і таке ж навантаження 500 Н, розташоване на відстані 200 мм, не є еквівалентними. Зміщене навантаження також створює момент 100 000 Н·мм. Цей додатковий момент може змусити один блок нести в кілька разів більше середнього навантаження або частково розвантажити протилежний блок.
Перш ніж вирішити, скільки блоків потрібно, включіть:
- Повна рухома маса, включаючи стіл, пристосування, деталь, шпиндель, кронштейн двигуна та кабельний ланцюг.
- Положення--центру тяжіння в транспортному, поперечному та вертикальному напрямках.
- Максимальний розгін і гальмування.
- Різання, пресування, затиск, стрічка, циліндр і зовнішні технологічні сили.
- Горизонтальне, вертикальне, настінне або перевернуте встановлення.
- Необхідна жорсткість, стабільність позиціонування, статична безпека та довговічність у дорозі.
Коли достатньо одного лінійного напрямного блоку?
Один блок можна використовувати, коли рухомий компонент короткий і вузький, навантаження невелике, центр ваги знаходиться близько до центру блоку, а необхідний момент жорсткості невеликий. Фактичний каталог направляючих має забезпечувати достатню радіальну, зворотну-радіальну, поперечну та допустиму напругу для вибраної моделі.
Окремий блок, швидше за все, буде прийнятним, якщо всі наступні умови вірні:
- Розмір корисного навантаження не перевищує необхідного.
- Сила діє поблизу центру блоку.
- Прискорення, удар і вібрація низькі.
- Блок досить довгий або широкий для необхідної потужності моменту.
- Невеликий кутовий прогин не вплине на процес.
- Програма не є-критичною для безпеки верхньою або вертикальною віссю.
Не слід вибирати один блок просто тому, що його базове динамічне навантаження перевищує вагу машини. Базове значення навантаження описує здатність до навантаження та довговічність у визначених умовах; це само по собі не підтверджує, що блок має достатню моментну жорсткість для великого звису.
Попереджувальні знаки про те, що одного блоку недостатньо
- Пластина, що рухається, коливається, коли до її краю прикладається сила.
- Корисне навантаження простягається далеко попереду або позаду блоку.
- Високий кронштейн розташовує центр ваги далеко над рейкою.
- Зміна напрямку викликає вібрацію або кутову похибку.
- Розрахований момент близький до межі каталогу навіть до застосування коефіцієнта безпеки.
Коли слід використовувати два блоки на одній рейці?
Два блоки на одній рейці створюють опорну пару. Коли блоки розділені, зовнішньому моменту можна протистояти за допомогою протилежних реакцій у двох блоках замість того, щоб переноситися лише як внутрішній момент в межах одного блоку.
Таке розташування корисне, коли машина вузька, але потребує кращої підтримки вздовж напрямку руху. Це поширене явище в компактних вертикальних направляючих, вузьких осях для-і-розміщення, інспекційному обладнанні та конструкціях одно-рейкового приводу.
P1 = F/2 + M/L
P2 = F/2 − M/L
F=загальне навантаження, призначене дво-блок-рейці
M=момент висоти, що діє на пару блоків
L=від центру-до-відстані між двома блоками
P1і П2= передбачуваних реакцій у двох блоках
Формула показує, чому інтервал між блоками має значення. У той же момент збільшення міжосьової відстані L зменшує додаткове навантаження M/L. Якщо П2стає негативним, спрощена модель передбачає зворотне навантаження або підйом у цьому блоці. Потім слід перевірити зворотне-номінальне навантаження, попереднє натяг, кріпильні болти та структурний контакт.
Два блоки, розташовані безпосередньо один біля одного, не є двома блоками, розташованими на великій відстані. Блоки з щільним{1}}контактом збільшують локальне навантаження та здатність до моменту, але більша міжцентрова відстань забезпечує більший зовнішній важіль важеля. Завжди розрізняйте каталожну оцінку для двох блоків, що знаходяться в тісному контакті, і розрахунок реакції для розділених блоків.
Чому дві рейки з чотирма блоками є звичайними
Подвійна-рейка, чотири-блочний макет створює прямокутний малюнок опори. Це дозволяє проектувальнику використовувати як відстань між рейками, так і між блоками, щоб зменшити реакцію перекидання.
- Відстань між рейками Wдопомагає протистояти перекату, спричиненому вантажем, розташованим ліворуч або праворуч від центру платформи.
- Відстань між блоками Lдопомагає протистояти нахилу, спричиненому навантаженням, розташованим попереду або позаду центру-групи блоку.
- Обидва розміри сприяють загальній жорсткості та стабільності платформи під час зміни напрямків сил.
- Чотири блоки розподіляють навантаження на більшу монтажну пластину за умови, що пластина та основа машини достатньо жорсткі.
Pмакс = Fz/4 + My/(2L)
Pхв = Fz/4 − My/(2L)
Ці формули припускають дві ідентичні рейки, два ідентичні блоки на кожній рейці, симетричні позиції, жорстку рухому пластину та правильне вирівнювання. Комбінований крен, тангаж, поворот, поперечна сила та прискорення потребують більш повного обчислення блоків-за-блоками. Дивіться DLYпосібник з розрахунку навантаження лінійного напрямного моментудля чотири{0}}блокової моделі реакції.
Як розрахувати необхідну відстань між лінійними направляючими блоками
Немає універсального правила, згідно з яким блоки повинні бути розділені на одну, дві або три довжини блоків. Правильна відстань залежить від прикладеного моменту, допустимого розрахункового навантаження на блок, жорсткості платформи, доступної довжини рейок і робочої зони машини.
Відстань між блоками завжди слід вимірювати від центру одного блоку до центру іншого блоку. Не використовуйте чистий проміжок між кінцями блоку, якщо його попередньо не перетворено на міжцентрову відстань.
Необхідна відстань для двох блоків на одній рейці
Якщо максимально допустима розрахункова реакція на будь-якому блоці становить Pдозволяють, перевпорядкування дво-блокової формули дає:
Знаменник повинен бути додатним. Пдозволяютьне дорівнює автоматично номінальному динамічному навантаженню C каталогу. Це має бути розрахункова межа, що залишилася після перевірки статичної безпеки, необхідного терміну служби, напрямку навантаження, попереднього навантаження, умов експлуатації та застосовних експлуатаційних факторів.
Необхідна відстань від-до-заду для чотирьох блоків
Для симетричної подвійної-рейки, чотири-блокової платформи під дією центральної вертикальної сили плюс лише момент нахилу:
Подібне співвідношення застосовується до відстані між рейками W для моменту крену. Збільшення відстані зменшує додаткову реакцію, але тільки якщо рухома пластина достатньо жорстка, щоб передавати силу між усіма блоками. Широкий відстань на гнучкій пластині може не забезпечити ідеального розподілу навантаження, передбаченого формулою.
Робочий приклад: обчислення інтервалу між блоками за допустимим навантаженням
Розглянемо симетричну платформу з двома рейками і чотирма блоками:
| Повна вертикальна сила, Фz | 2,000 N |
| Момент кроку, Мy | 300 000 Н·мм |
| Допустиме розрахункове навантаження на блок, Пдозволяють | 900 N |
Крок 1: Розрахуйте центральне навантаження на блок
Крок 2: обчисліть мінімальний інтервал між блоками
L Більше або дорівнює 300 000 ÷ 800
L більше або дорівнює 375 мм
Крок 3: порівняння двох можливих макетів
| Центральний інтервал блоку | Додавання моментів на блок | Максимальна реакція блоку | Попередній результат |
|---|---|---|---|
| 250 мм | 300,000 ÷ (2 × 250) = 600 N | 500 + 600 = 1,100 N | Вище межі 900 Н |
| 400 мм | 300,000 ÷ (2 × 400) = 375 N | 500 + 375 = 875 N | Нижче межі 900 Н |
У цьому єдиному-прикладі спрощеного кроку 400 мм є прийнятним, а 250 мм – ні. Результатом є лише попередня перевірка інтервалу. Вибраний блок має пройти перевірку статичної безпеки, динамічного терміну служби, зворотного-навантаження, жорсткості та комбінованого-навантаження.
Приклад роботи: як більший відстань змінює розподіл навантаження
Рухомий вузол масою 40 кг створює приблизну вертикальну силу:
Припустімо, що його центр тяжіння знаходиться на 150 мм попереду центру чотири-групи блоків:
| Відстань від переднього-до-заднього блоку | Базове навантаження на блок | Момент додавання | Велике-навантаження рядків на блок | Легке-навантаження рядків на блок |
|---|---|---|---|---|
| 300 мм | 392/4 = 98 N | 58,800/(2 × 300) = 98 N | 196 N | 0 N |
| 450 мм | 98 N | 58,800/(2 × 450) = 65.3 N | 163.3 N | 32.7 N |
300-мм компонування розміщує навантаження безпосередньо над переднім рядом блоків у цьому ідеалізованому випадку, не залишаючи жодної реакції вниз у задньому ряду. Компонування 450 мм забезпечує більш збалансовану реакцію. Цей додатковий запас стає важливим, коли вісь змінює напрямок, прискорюється або відчуває зовнішні сили процесу.
Відстань між блоками також змінює необхідну довжину рейки
Збільшення відстані між блоками покращує опір моменту, але також збільшує довжину рухомої групи блоків і, отже, мінімальну довжину рейки.
Для двох ідентичних блоків огинаюча-групи блоків становить приблизно відстань-до-центру блоку плюс одна повна довжина блоку.
Приклад: якщо відстань між центрами блоку становить 400 мм, кожен блок має довжину 85 мм, необхідний хід становить 600 мм, а на кожному кінці резервується 50 мм:
Попередня довжина рейки=600 + 485 + 50 + 50 =1185 мм
Остаточна довжина рейки повинна бути скоригована для-кроку монтажних-отворів, кінцевих-відстаней до отворів, кінцевих упорів, датчиків, доступу до мастила та машинного простору. Тому відстань між блоками слід оптимізувати разом із ходом і довжиною рейки, а не розраховувати як ізольований розмір.
Чи варто просто розміщувати блоки якомога далі один від одного?
Більша відстань зазвичай зменшує реакцію, викликану тим самим зовнішнім моментом, але максимальна відстань не завжди є найкращою повною конструкцією машини.
| Перевага більшого інтервалу | Можливий компроміс- |
|---|---|
| Реакція нижнього блоку в той же момент | Довша рейка, більший машинний конверт і вища вартість |
| Більш висока кутова жорсткість опорного малюнка | Рухома плита повинна бути жорсткою по всьому прольоту |
| Більш стабільна опора для навісного корисного вантажу | Менш доступний хід на фіксованій довжині рейки |
| Менша чутливість до одного зосередженого положення навантаження | Більше монтажної поверхні необхідно акуратно обробити |
Практичний підхід полягає в тому, щоб розташувати блоки так далеко один від одного, наскільки це дозволяє жорстка рухома конструкція та доступна довжина рейки, а потім перевірити розраховані реакції. Не поширюйте відстань на тонку або гнучку пластину лише для покращення теоретичної формули.
Коли більше ніж чотири блоки корисні?
Більше блоків може бути корисним, коли рухомий стіл дуже довгий, коли кілька важких компонентів встановлено в різних положеннях або коли навантаження потрібно підтримувати поблизу кількох робочих зон. Однак шість блоків не несуть автоматично одну-шосту навантаження кожен.
У багато-блоковій системі невеликі відмінності у висоті монтажу, прямолінійності рейок, попередньому навантаженні та деформації плити можуть призвести до того, що деякі блоки витримують набагато більше навантаження, ніж інші. Додавання блоків також підвищує чутливість складання та може створити внутрішню напругу, якщо рейки не розташовані в одній площині.
Перш ніж додавати більше блоків, спочатку перевірте, чи справжню проблему можна вирішити ефективніше:
- Збільшення відстані між рейками або міжблоками.
- Використання довшого типу блоку в одній серії напрямних.
- Вибір більшого розміру напрямної.
- Використання роликової направляючої для більшої жорсткості.
- Зменшення зміщення навантаження або вдосконалення конструкції кронштейна.
- Підвищення жорсткості рухомої плити та основи машини.
Поширені помилки щодо кількості лінійних направляючих блоків і інтервалів
Вибір лише за базовим навантаженням
Блок може мати високий C або C0значення, але все ще є занадто гнучким для навісного інструменту, високого кронштейна або широкої платформи. Номінальне навантаження, моментна здатність і жорсткість повинні перевірятися разом.
Використання загального навантаження, поділеного на кількість блоку
При рівному розподілі ігноруються зміщення-центру-тяжіння, прискорення та сила процесу. Вибір має базуватися на найбільш завантаженому блоці, а не на середньому блоці.
Вимірювання чіткого зазору замість міжцентрової відстані
Формули моментів використовують відстань між центрами блоків. Використання порожнього зазору між корпусами блоку завищує або занижує фактичне плече важеля.
Використання однієї рейки під широким столом
Два блоки на одній рейці покращують опору по напрямку руху, але не створюють широкого поперечного опорного прольоту. Широкий стіл з боковим завантаженням зазвичай більше виграє від двох рейок.
Додавання блоків без підвищення точності монтажу
Додаткові блоки підвищують чутливість до площинності, паралельності й зміни висоти блоку-. Погано оброблена шести-блокова система може розподіляти навантаження менш рівномірно, ніж правильно встановлена чотири-блокова система.
Ігнорування впливу на довжину та хід рейки
Більший відстань збільшує обвід-групи блоків. Якщо довжина рейки фіксована, збільшення відстані зменшує доступний хід.
Процедура практичного відбору
- Визначте компонування машини.Запишіть напрямок руху, положення рейок, орієнтацію кріплення та розміри рухомої-пластини.
- Розрахувати всі сили.Включає сили ваги, прискорення, різання, пресування, сили ременя, циліндра та троса-ланцюга.
- Знайдіть усі сили.Виміряйте його зміщення від центру запропонованого розташування рейок-і-блоків.
- Виберіть початкову конфігурацію.Порівняйте один блок, два блоки на одній рейці, дві рейки з одним блоком кожна або стандартний чотири-блоковий макет.
- Розрахувати блокові реакції.Визначте максимальну радіальну, зворотну-радіальну та бічну реакцію для кожного робочого стану.
- Відрегулюйте відстань між блоками та рейками.Збільште відповідну відстань, коли моментна реакція занадто висока.
- Перевірте фактичну модель направляючої.Перевірити C, C0, допустимі моменти, попереднє натяг, точність і спрямоване навантаження.
- Перевірте термін служби та статичну безпеку.Використовуйте максимальне та еквівалентне робоче навантаження, а не лише стаціонарне навантаження.
- Перевірте довжину рейки.Підтвердьте штрих, блок-групу конверта, кінцеві поля та розташування монтажних-отворів.
- Перевірте конструкцію та монтаж.Перевірте жорсткість пластини, площинність основи, паралельність рейок, доступ до болтів і простір для мастила.
DLY постачає кулькові напрямні для важких-навантажень, низько{1}}профільні напрямні ED, роликові напрямні RD і відповідні рейки-і-блоки. Остаточний вибір в межахДіапазон лінійних напрямних DLYмає базуватися на фактичному розмірі рейки, типі блоку, напрямку навантаження, точності, попередньому натягу, довжині рейки та компонуванні машини.
Інформація, необхідна для підтвердження кількості блоку
| Необхідна інформація | приклад | Чому це важливо |
|---|---|---|
| Рухома маса | 80 кг, включаючи стіл і кріплення | Визначає основні сили тяжіння та інерції |
| Зміщення--центру ваги | X=180 мм, Y=60 мм, Z=220 мм | Визначає моменти крену, тангажу та повороту |
| Прискорення і швидкість | 3 м/с² і 1,2 м/с | Додає динамічну силу і впливає на життя |
| Сила процесу | Сила різання 1500 Н при зміщенні 120 мм | Може керувати максимальною блоковою реакцією |
| Необхідний штрих | 600 мм | Обмежує доступний відстань між блоками та довжину рейки |
| Місце установки | Проліт рейки 280 мм, довжина плити 520 мм | Визначає практичний опорний прямокутник |
| Існуюча модель або креслення | HDH25, дві рейки і чотири блоки | Дозволяє перевіряти{0}}розміри та навантаження |
FAQ
Яка мінімальна кількість лінійних направляючих блоків?
Один блок є фізичним мінімумом для профільної лінійної направляючої, але він придатний лише тоді, коли дозволяють вимоги до навантаження, моменту, жорсткості та безпеки. Багато промислових рухомих столів використовують чотири блоки, оскільки прямокутний макет опори більш стабільний.
Чи можу я використовувати один блок на кожній із двох рейок?
Так, для короткої, широкої та мало завантаженої тарілки. Дві рейки покращують опір коченню, але короткий проміжок передньої-–-задньої опори може забезпечити обмежену жорсткість нахилу та повороту. Перевірте значення моменту окремого блоку та очікуване кутове відхилення.
Як далеко один від одного мають бути два лінійних направляючих блоки?
Немає фіксованої універсальної відстані. Використовуйте прикладений момент і допустиму реакцію блоку, щоб обчислити мінімальну відстань між центрами, а потім виберіть найбільшу практичну відстань, що підтримується жорсткою пластиною, достатньою довжиною рейки та точними монтажними поверхнями.
Чи два блоки, що торкаються один одного, еквівалентні двом розділеним блокам?
Ні. Два тісно{1}}контактні блоки можуть мати опублікований спільний допустимий момент, але розділені блоки створюють більший зовнішній опорний важіль. Використовуйте стан каталогу, який відповідає справжньому встановленню.
Чи можна використовувати три блоки на одній рейці?
Так, але не слід припускати рівного розподілу навантаження. Три і більше блоків вимагають більшої точності кріплення і досить жорсткої пластини. Для остаточного розподілу навантаження може знадобитися програмне забезпечення виробника або структурний розрахунок.
Чи можна змішувати різні довжини блоків або рівні попереднього натягу на одній осі?
Змішування різних структур блоків, рівнів попереднього навантаження або класів точності може призвести до нерівномірного розподілу жорсткості та навантаження. Використовуйте відповідні блоки однакової серії, розміру, попереднього натягу та точності, коли це можливо, і підтверджуйте сумісність заміни перед складанням.
Висновок
Правильна кількість лінійних напрямних блоків залежить від геометрії опори, а не лише від загальної ваги машини. Один блок може працювати для компактного та центрованого легкого-механізму завантаження. Два блоки на одній рейці забезпечують довший опорний проліт. Дві рейки з одним блоком кожна покращують поперечну стійкість. Дві рейки з двома блоками кожна забезпечують найбільш збалансоване-розташування загального призначення для опору моментам крену, нахилу та відхилення.
Відстань між блоками слід розраховувати на основі прикладеного моменту та допустимої розрахункової реакції на найбільш навантажений блок. Збільшення відстані може зменшити навантаження,-спричинене моментом, але це також збільшує довжину рейки, вимоги до монтажу та розмір машини. Таким чином, остаточний вибір повинен перевірити навантаження, допустимий момент, жорсткість, термін служби, жорсткість пластини, точність монтажу, хід і довжину рейки разом.
Надішліть DLY рухому масу, положення--центру ваги, напрямок навантаження, прискорення, технологічну силу, хід, доступну відстань між рейками, відстань між блоками та креслення установки. Ми можемо допомогти перевірити серію напрямних, розташування блоків і довжину рейки для вашого застосування.
Електронна пошта: export@dlybearing.com
