Применение

Направляющие линейного перемещения обеспечивают движение рабочего органа механизма строго по прямой, независимо от величины действующих на него нагрузок. Такие изделия имеют широкую сферу применения. Например, ими оснащают:

• станки;

• принтеры;

• медицинское оборудование;

• измерительные приборы;

• роботы;

• автоматизированное технологическое оборудование.

Направляющие являются неотъемлемой частью модулей линейного перемещения. Так называют готовые к применению комплексы, куда помимо направляющих входит двигающаяся по ним каретка и шаговый двигатель, обеспечивающий ее точное позиционирование. Чтобы получить автоматизированное оборудование, достаточно установить модуль на прочное основание и подключить к системе управления, а каретку – оснастить полезной нагрузкой (рабочим органом или заготовкой).

Разновидности направляющих

По способу взаимодействия с кареткой направляющие делятся на 2 вида:

• скользящие;

• с элементами качения;

• комбинированные.

Первый вариант имеет следующие преимущества:

• простую конструкцию;

• низкую стоимость;

• малые размеры;

• большую грузоподъемность;

• высокую жесткость;

• способность к демпфированию.

Недостаток – большой коэффициент трения. Он является причиной:

• высоких энергозатрат на перемещение каретки;

• быстрого износа деталей;

• рывков в начале движения и невозможности равномерного перемещения с малой скоростью, обусловленных большой силой трения покоя (снижается точность позиционирования каретки);

• ограничений по скорости и ускорениям движения каретки.

Несколько уменьшить коэффициент трения помогают фторопластовые, тефлоновые и торсайтовые накладки, а избавиться от рывков – специальные смазки. Но все равно такие направляющие подходят только для оборудования, где не требуются высокие скорости перемещения.

Линейные направляющие для станков ЧПУ современного типа, в которых каретка должна перемещаться со скоростью более 100 м/мин и с ускорением свыше 20 м/кв. с, обеспечивая точность позиционирования в 5 мкм и шаг перемещения в 0,1 мкм (применяются оптические датчики и станки с водоохлаждаемыми электрошпинделями), относятся ко второму типу – системам качения. Здесь каретка снабжена шариковым или роликовым подшипником, что позволяет снизить коэффициент трения до 0,003-0,005. Ролики выдерживают более высокие нагрузки за счет большей площади контакта с направляющей.

Недостатки направляющих качения:

• высокая стоимость;

• низкое демпфирование;

• чувствительность к загрязнениям.

В комбинированных направляющих каретка частично скользит (по наиболее нагруженным граням), частично – перекатывается. Так удается обеспечить демпфирование и одновременно избежать переориентации узлов при реверсах. Но комбинированный вариант вобрал в себя недостатки обоих составляющих: он стоит дороже скользящих систем и при этом также не подходит для высокоскоростного оборудования. Поэтому данная разновидность не получила большого распространения.

Классификация направляющих по исполнению

В нашем каталоге представлены направляющие двух типов:

• полированные валы;

• профилированные рельсы.

Вал крепится только в крайних точках, его рабочая часть располагается на весу. Преимущества такой системы:

• низкая стоимость;

• простая установка – монтажная платформа имеет небольшие размеры, тщательная обработка ей не требуется (неподвижная часть качественно направляет подвижную даже в условиях несоосности);

• способность к самовыравниванию;

• низкая чувствительность к загрязнениям, в т.ч. каустическому и абразивному;

• простое обслуживание (требуют сравнительно небольшого количества смазки);

• взаимозаменяемость – легко подобрать подходящие вал и элементы качения в каталогах других производителей.

Рельсовые направляющие в модулях линейного перемещения станка и другом оборудовании опираются на станину всей поверхностью. У них имеются такие достоинства:

• высокая грузоподъемность за счет распределения нагрузки по большему участку опорной поверхности;

• стойкость к пиковым нагрузкам;

• независимость грузоподъемности от направления действия нагрузки;

• высокая жесткость (отсутствие прогибов);

• значительная точность;

• высокая скорость перемещения каретки – 5 м/с против 2 м/с у полированных валов.

Для увеличения жесткости рельсовые направляющие подвергают предварительному натягу:

• от 2% до 8% – для электроэрозионных станков, прецизионных координатных столов, горизонтальной оси токарных станков с ЧПУ;

• до 13% – для фрезерных и шлифовальных станков, вертикальной оси токарных станков с ЧПУ, другого оборудования с высокими требованиями к жесткости.

Тип направляющей выбирают с учетом поставленных задач и условий работы.