Tööstuslikus tootmises on juhtelement võtmeks seadmete täpse töö ja tõhusa tootmise tagamiseks. Rulljuhikud ja lineaarne juhtsiin kui kaks tüüpilist juhtrööpa komponenti esindavad vastavalt traditsioonilist ja kaasaegset tehnoloogiat. Traditsioonilise pöörleva juhtsiinina on rulljuhik oma lihtsa konstruktsiooni ja madalate kulude tõttu pikka aega domineerinud madala täpsuse ja väikese koormuse rakenduste turul. Teisest küljest on lineaarsetest juhikutest kui tänapäevase täppis-lineaarse liikumise põhikomponendist saanud täppistootmise ja automatiseerimise nurgakivi tänu oma suurepärasele täpsusele, kandevõimele ja töökindlusele. Selles artiklis analüüsitakse süstemaatiliselt struktuuri koostise, jõudlusnäitajate ja rakenduse stsenaariumide kolme aspekti erinevust nende kahe vahel ning antakse inseneridele sobiva mudeli valimiseks viide.
Peamised struktuurierinevused
(I) Rullstruktuur: lihtne ja arusaadav, kuid piiratud funktsionaalsusega
Rulli põhikonstruktsioon on "võlli ja rulli kombinatsioon", mis pöörleb läbi veerekontakti. Selle struktuursed omadused võib kokku võtta järgmiselt:
1.Pöörleva juhtrööpa konstruktsioon: rull pöörleb ümber võlli, edastades jõudu veerehõõrdumise kaudu. Sobib olukordades, kus on vaja ühesuunalist pöörlemist või madalsageduslikku edasi-tagasi liikumist. Materjal ja konstruktsioon: rulli korpus on tavaliselt valmistatud metallist (nt teras, alumiinium) või tehnilistest plastidest (nt nailon, polüoksüetüleeneeter) ja seda saab kulumiskindluse parandamiseks kroomida või pihustada. Võll on tavaliselt valmistatud terasest ja ühendatud rulli korpusega laagri või hülsi abil.
3. Tsirkulatsioonisüsteem puudub: ristrullirulli (nt kuul) keriv element veereb ainult kohalikus piirkonnas, ilma rulli tagasivoolu soone või tsirkulatsiooniteeta, mille tulemuseks on suur hõõrdumine ja kontsentreeritud kulumine.
Allikas: Sohu.com, "Linear Guide Structure and Components"
(II) Lineaarne juhtstruktuur: täpne koordineerimine ja võimas funktsionaalsus
Lineaarsed juhikud saavutavad veereva elemendi vereringesüsteemi abil väikese hõõrdumise ja suure täpsuse. Selle struktuuri võib jagada järgmisteks põhikomponentideks:
1. Rolling Element tsirkulatsioonisüsteem: Terasest kuul või rull ringleb liuguri ja juhtrööpa vahel läbi kuuli tagasivoolu soone, muutes libiseva hõõrdumise veerehõõrdumiseks ja vähendades oluliselt hõõrdetegurit.
2. Mitme-komponendi koordineerimine:
1. Juhtsiin: fikseeritud komponent, mis annab võrdluspinna lineaarseks liikumiseks. Tavaliselt on see valmistatud kõrge -süsiniksisaldusega kroomiga terasest (GCr15) või roostevabast terasest. Liugur: liikuv komponent, mis on poltidega kinnitatud töölaua külge koos sisseehitatud-pallitoe ja kuuli tagasivoolusoonega.
3. Kera tugi: toeta sfääri, säilita ühtlane jaotus, väldi ebaühtlaseid jõude.
4. Tihendage komponendid: tolmukate, klaasipuhasti jne, et vältida tolmu, lõikevedeliku ja muude võõrkehade sattumist liugurisse.
3. Modulaarne disain: juhtrööpa saab kokku õmmelda ja laiendada, et see vastaks erinevatele reisinõuetele; mitmesugused liuguritüübid (nt äärikud ja ruudud) võimaldavad paindlikku paigaldamist erinevatesse konstruktsioonidesse.
Teenuse jõudluse võrdlus
(I) Täpsus: mikron vs millimeeter
Ristrulli täpsus sõltub täielikult töötlemise täpsusest. Libmishõõrdumise ja hõõrdumise tõttu suurenevad positsioneerimisvead pärast pikaajalist kasutamist märgatavalt ja võivad tavaliselt ulatuda vaid millimeetri täpsuseni. Teisest küljest saavutavad lineaarsed juhikud submikronilise positsioneerimise täpsuse eellaadimise (nt häirete koordineerimine) ja suure-täpse võistlusraja kujunduse (nt gooti kaar) abil, mis vastab CNC-tööpinkide, pooljuhtseadmete ja muude rakenduste kõrgetele täpsusnõuetele. (2) Koormusvõime: üleminek "kergelt" "raskele".
Põikrullikud taluvad ainult radiaalseid koormusi ja nimikoormused on üldiselt alla 10 kN, seega sobivad kergete koormuste jaoks (nt konveierilindid). Teisest küljest taluvad lineaarsed juhikud samaaegselt radiaalset, aksiaalset ja momentkoormust. Keskmiste ja raskete juhtsiinide võimsus võib olla 80 kN või suurem (nt rasked rulljuhikud), et need vastaksid raskete rakenduste, nagu robotkäed ja -pressid, nõuetele.
(3) Eluiga ja töökindlus: kümneid tuhandeid tunde. Tuhanded tunnid
Põikrullikute libisev hõõrdumine võib põhjustada kiiret kulumist, mille tulemuseks on vaid paar tuhat tundi kasutusiga, mis nõuab sagedast väljavahetamist. Lineaarsete juhikute veerehõõrdejuhikud vähendavad kulumist, nende kasutusiga on kümneid tuhandeid tunde ja pikad hooldusvälbad (nt määre vahetatakse iga kahe aasta tagant), mis parandab oluliselt töökindlust.
(4) Hõõrdeomadused: madala takistuse ja kõrge tundlikkuse tasakaal.
Põikrullikutel on kõrge libisemishõõrdetegur (0.1 -0.3), seega on sellel suur käivitustakistus, mis sobib kasutamiseks väikese kiirusega. Lineaarsetel juhikutel on väga madal veerehõõrdetegur (0,001-0,003), suur liikumistundlikkus, suur kiirus (üle 1 m/s) ja sujuv liikumine.
SISSEJUHATUS Tüüpilised rakendusestsenaariumid ja valiku esiletõstmised
(I) Ristrullirakendused: madalad-kulu, madalad-täpsusnõuded
1. Madal-täppistransport: traditsioonilised konveierilindid ja lihtsad materjalikäitlusseadmed (nt lao sorteerimisliinid).
2. Kulutundlikud-seadmed: väikesed pakkimismasinad ja mittestandardsed automaatikaseadmed (nt lihtsad koosteliinid).
3. Valikupunktid: kerge kaal (alla 5 kN), väike kiirus (alla 0,5 m/s), kerge keskkond (mitte-söövitav, mitte-tolmune).
Lineaarse juhiku rakendused: kõrge{0}}täpsus: kõrge täpsus ja kõrged{1}}usaldusväärsuse nõuded
1. Täppistöötlus: CNC-tööpingid (vajalik submikroniline positsioneerimine) ja laserlõikurid (kiire{1}}tõlge).
2. Automatiseeritud tootmisliin: robotrelvad (mitmeaksiaalne sidestus), elektroonikakomponentide komplekt (mikromeetri{1}}taseme positsioneerimine).
3. Erialad: meditsiinilised pildiseadmed (suurt jäikust nõudvad CT-skannerid) ja kosmosetööstus (kõrge -temperatuuri- ja kiirguskindlus). Valitud esiletõstmised:
1. Koormus ja kiirus: sobitage nimikoormus (nt kergraudtee<20kN, heavy rail >50 kN) sõidukiirusele (nt madalale kiirusele).<0.1m/s, high speed >1m/s).
2. Täpsusaste: valige juhend P0-P5 (maksimaalse täpsuse jaoks P0, üldise täpsuse jaoks P5).
3. Kohanemisvõime keskkonnaga: tolmukindel tihend (nt meditsiiniseadmete kaitse IP65), korrosioonikindel kate (nt . 316 liitrit roostevaba terast keemiliseks kasutamiseks).
4. Kõvadus ja summutus: Suure koormuse rakendused nõuavad vibratsiooni vähendamiseks eelpinge suurendamist (nt keskmine või tugev eelkoormus).
Järeldus
Põhiline erinevus rull- ja lineaarjuhiku vahel seisneb struktuuri keerukuses, jõudluse piirides ja rakendusstsenaariumides. Rulli juhtrööpa konstruktsioon on lihtne ja sobib odavateks-rakendusteks, kuid selle täpsus, kasutusiga ja kandevõime on piiratud. Lineaarsed juhikud on täppistootmise ja automatiseerimise jaoks esimene valik oma täpse täppiskonstruktsiooni, kõrge töökindluse ja pika eluea tõttu. Tööstus 4.0 edenedes asendavad lineaarsed juhikud järk-järgult rulljuhikuid, eriti tipptasemel{5}}valdkondades, nagu robootika ja pooljuhid. Juhtrööpa valimisel tuleks arvesse võtta koormust, täpsust, maksumust ja keskkonnategureid. Näiteks saab rulljuhikuid kasutada kulude vähendamiseks madalal koormusel ja väikesel kiirusel, samas kui lineaarsed juhikud on ülitäpse ja suure kiirusega rakenduste jaoks hädavajalikud, et tagada optimaalne jõudlus.
