Шта је предоптерећење линеарног водича и како га треба изабрати?

Предоптерећење линеарне вођице је унутрашња сила која се примењује између шине водилице и колица да би се смањио или елиминисао зазор. То је један од кључних параметара који утиче на крутост система, отклон, отпорност на вибрације и стабилност позиционирања у системима са линеарним кретањем.

У многим апликацијама за прецизно кретање, одабир одговарајућег предоптерећења је важнији од једноставног одабира вишег степена тачности. Ако је предоптерећење прениско, систему можда недостаје крутост. Ако је предоптерећење превисоко, трење, топлота, оптерећење погона и хабање могу да се повећају.

Овај чланак објашњава шта је предоптерећење линеарног водича, како се постиже предоптерећење, како се разликују лаки, средњи и тешки нивои предоптерећења и како одабрати одговарајући ниво предоптерећења за различите апликације. Такође објашњава зашто веће предоптерећење није увек боље и зашто тачност инсталације постаје важнија у преднапрегнутим системима линеарних вођица.

Шта је предоптерећење линеарног водича?

Предоптерећење линеарне вођице се односи на намеран унутрашњи притисак између елемената за котрљање и стаза клизања шине и блока. Применом предоптерећења, унутрашњи зазор између шине и вагона се смањује или елиминише пре примене спољашњег оптерећења.

А прелоадедблок линеарне вођицеодржава покретне елементе у стабилнијем контакту са стазама за трчање. Ово помаже у побољшању крутости, смањењу прогиба и одржавању стабилнијег кретања када машина носи терет или мења правац.

Предоптерећење се обично одређује према дизајну шине и блока или према изабраном степену предоптерећења. То није параметар који би требало слободно да се подешава током нормалне инсталације. Купци треба да потврде ниво предоптерећења пре куповине у складу са захтевима за оптерећење, брзину, крутост и тачност машине.

Зашто је линеарним вођицама потребно претходно оптерећење?

Линеарне вођице се често користе у опреми која захтева прецизно позиционирање, глатко кретање и стабилну подршку оптерећења. У систему линеарних вођица, чак и мала количина унутрашњег зазора може да створи микро-померање под спољном силом. Ово може утицати на тачност, поновљивост, контролу вибрација и квалитет површине у процесима обраде или аутоматизације.

Правилно претходно учитавање може помоћи:

• Смањите или елиминишите унутрашњи зазор између шине и блока.
• Повећајте крутост система под спољним оптерећењем.
• Смањите отклон током убрзања, сечења, притискања или позиционирања.
• Побољшајте отпорност на вибрације и динамичку стабилност.
• Одржавајте конзистентнији контакт између котрљајућих елемената и стаза.

Међутим, предоптерећење мора бити пажљиво одабрано. Циљ није да се изабере највеће предоптерећење, већ да се изабере ниво предоптерећења који одговара захтеваној крутости и условима кретања.

Како се постиже предоптерећење линеарног водича

Преднапрезање се ствара контролисањем уклапања између елемената за котрљање и стаза. У зависности од структуре вођице, предоптерећење се може постићи преко мало великих куглица, дизајном контакта са ваљцима или контролисаним унутрашњим зазором између шине и блока.

Претходно учитавање у Линеарне вођице{0}}тип кугле

У линеарним вођицама типа кугле{0}}, предоптерећење се обично постиже коришћењем куглица са нешто већим пречником од доступног зазора између шине и стазе клизања блока. Ово чини да куглице остају у контакту са стазама за трчање и стварају унутрашњи притисак.

• Сила преднапрезања зависи од односа између пречника куглице и размака стаза.
• Елементи котрљања остају у стабилнијем контакту са стазама за трчање.
• Лагано или средње преднапрезање се често користи за аутоматизацију, паковање, инспекцију и опште прецизно кретање.

Претходно учитајте у ваљкасте{0}}лине линеарне вођице

Линеарне вођице типа ваљка{0}} се често користе за апликације већег оптерећења и веће крутости. Пошто ваљци имају већу контактну површину од куглица, они могу пружити јачу подршку оптерећењу и мањи отклон под великим оптерећењем.

У алатним машинама,-порталним системима за тешке услове рада и-опреми велике крутости, вођице типа ваљка{2}} могу да користе виши ниво предоптерећења. Ово може побољшати крутост, али такође повећава захтеве за капацитет погона, крутост базе, прецизност поравнања и подмазивање.

Уобичајени нивои предоптерећења линеарног водича

Произвођачи често изражавају предоптерећење као проценат динамичког оптерећења. На пример, ако линеарна вођица има динамичко оптерећење од 25 000 Н и ниво предоптерећења је 2%, референтна сила предоптерећења је приближно 500 Н.

Следећа табела даје практично поређење лаких, средњих и тешких нивоа предоптерећења. Стварне симболе и проценте преднапрезања треба потврдити у складу са специфичном серијом линеарних водича.

Да ли је веће предоптерећење увек боље?

Веће предоптерећење може смањити угиб и побољшати отпорност на деформацију под оптерећењем. За тешке-машине или осовине склоне вибрацијама{2}}ово може бити корисно. Међутим, у практичним применама, веће предоптерећење није увек најбољи избор.

Прекомерно предоптерећење може довести до:

• Већи захтеви покретачке силе.
• Повећано трење и радна температура.
• Веће оптерећење мотора и трансмисије.
• Већа осетљивост на грешку монтажне површине.
• Убрзано хабање и краћи радни век ако није правилно одабран.

Предоптерећење такође ствара унутрашњу силу унутар линеарне вођице. Приликом процене радног века, ову унутрашњу силу предоптерећења треба узети у обзир заједно са спољним оптерећењем. Из тог разлога, избор предоптерећења треба да се заснива на стварним радним условима, а не на једноставном избору највишег доступног степена предоптерећења.

Упарени сетови наспрам измењивих унапред учитаних блокова

Када купују унапред утегнуте линеарне вођице, купци треба да разумеју да ли се предоптерећење контролише помоћу упарене шине и блокова или помоћу изменљивог система блокова. Ово утиче на замену, управљање залихама и дугорочно-одржавање.

Ако замењујете старе блокове, наведите оригинални модел, величину шине, димензије блока, степен предоптерећења и услове примене. Ово помаже да се избегну непознате промене предоптерећења након замене.

Како одабрати предоптерећење линеарног водича

Тачан ниво преднапрезања зависи од структуре машине, смера оптерећења, потребне крутости, брзине, захтева за тачност, тачности уградње и погонског капацитета. Табела испод даје практичну референцу за избор.

Претходно учитавање и поравнање у више{0}}шинским системима

У многим{0}}машинама велике крутости, осовина користи две паралелне водилице и два или више блокова на свакој шини. Овај распоред побољшава отпорност на моменте котрљања, померања и скретања, али такође захтева бољу тачност инсталације.

Што је предоптерећење веће, систем постаје осетљивији на грешке при монтажи. Ако монтажна површина није довољно равна или две шине нису паралелне, преднапрегнути блокови могу доживети додатну унутрашњу силу. Ово може повећати трење, узроковати неравномерно хабање и скратити радни век.

За више{0}}шинске системе, купци и инжењери треба да обрате пажњу на:

• Равност и крутост основе монтаже.
• Паралелизам између две шине.
• Конзистентност висине између више блокова.
• Редослед затезања вијака и напрезање уградње.
• Да ли оквир машине може да подржи изабрани ниво предоптерећења.

Ако је прецизност инсталације ограничена, одабир веома великог предоптерећења може створити више проблема него користи. Предоптерећење увек треба изабрати заједно са могућношћу инсталације.

Како предоптерећење линеарне вођице утиче на перформансе система

Правилно одабрано преднапрезање може побољшати укупне перформансе система за линеарно кретање. Помаже у одржавању стабилног контакта између котрљајућих елемената и стаза, што побољшава крутост и смањује прогиб под оптерећењем.

Закључак

Предоптерећење линеарне вођице се користи за смањење унутрашњег зазора, повећање крутости и побољшање стабилности кретања. Он игра важну улогу у прецизности позиционирања, отпорности на вибрације и крутости система.

Међутим, предоптерећење не би требало да се бира на слепо. Лагано предоптерећење је погодно за глатке покрете са малим-отпором, средње предоптерећење пружа практичну равнотежу за многе индустријске примене, а велико предоптерећење треба да се користи само када машина захтева већу крутост и може да подржи потребну тачност инсталације и погонску силу.

Најбољи избор преднапрезања зависи од оптерећења, брзине, потребне тачности, вибрација, квалитета уградње, подмазивања и структуре машине. Избор исправног преднапрезања помаже системима линеарних вођица да постигну стабилне перформансе, дужи радни век и поуздану тачност позиционирања.