Можно ли устанавливать линейные направляющие вертикально, сбоку или вверх дном?

Профильные линейные направляющие обычно можно монтировать горизонтально, вертикально, сбоку, вверх ногами или под углом. Однако изменение ориентации установки изменяет направление силы тяжести, реакции блока, путь смазки и способ крепления направляющей и блока к машине.

Поэтому направляющую не следует выбирать только по размеру рельса или общему весу машины. Необходимо проверить фактическое направление нагрузки,-положение-силы тяжести, расстояние между рельсами, расстоянием между блоками, монтажные болты, отверстие для смазки и требования-предотвращения падения.

Что на самом деле означает «вертикальный монтаж»?

Фраза «вертикальная линейная направляющая» может описывать два разных состояния:

• Рейка устанавливается на вертикальную стену,но каретка может двигаться горизонтально.
• Подвижная ось движется вертикально,поэтому каретка движется вверх и вниз против силы тяжести.

Эти две компоновки не создают одинаковых инженерных проблем. Настенная-горизонтальная ось в основном меняет направление нагрузки относительно блока. Истинная вертикальная ось также требует, чтобы система привода поднимала и удерживала движущуюся массу.

То же различие применимо к боковой и перевернутой установке. Положение рельса само по себе не определяет нагрузку на блок. Необходимо учитывать полную компоновку машины и направление силы.

Пять распространенных ориентаций монтажа линейных направляющих

Изменяет ли направление установки грузоподъемность линейной направляющей?

Вращение направляющей физически не меняет размер ее шариков, роликов или дорожек качения. Однако это меняет направление блока, на который действует приложенная сила.

Некоторые серии профильных линейных направляющих разработаны с учетом четырех-равных-нагрузочных характеристик. Для этих моделей номинальная мощность может быть одинаковой в радиальном, обратном-радиальном и боковом направлениях. Другие конструкции направляющих имеют предпочтительное направление нагрузки и могут выдерживать различные нагрузки при радиальной, обратной-радиальной или боковой нагрузке.

Это означает, что утверждение «линейные направляющие можно устанавливать в любом направлении» не следует интерпретировать как «каждая направляющая имеет одинаковую пропускную способность во всех направлениях».

Компания DLY поставляет шариковые направляющие высокой-нагрузки, низкопрофильные-направляющие ED, роликовые направляющие RD и миниатюрные направляющие MD. Правильныйсерия линейных направляющихследует выбирать в соответствии с реальным направлением нагрузки, требуемой жесткостью, размером рельса, типом блока, точностью и ориентацией установки.

Установка вертикальной линейной направляющей: необходимо рассчитать силу тяжести

На горизонтальной оси сила тяжести обычно действует поперек направляющей. На вертикальной оси сила тяжести также постоянно воздействует на систему привода.

Нисходящая гравитационная сила равна:

Пример: Вертикально перемещающийся узел массой 80 кг.

Вертикальная тележка массой 80 кг создает:

Подъемный привод должен преодолеть эту силу, прежде чем он сможет ускорить груз вверх. Если ускорение вверх составляет 2 м/с², теоретическая подъемная сила без учета трения и внешних сил равна:

Это расчет движущей-силы, а не полной реакции направляющего-блока. Нагрузка, которую несет каждый блок, по-прежнему зависит от центра тяжести, расстояния между рельсами, расстояния между блоками, направления ускорения и внешней рабочей силы.

Линейная направляющая не удерживает ось в нужном положении

Линейная направляющая обеспечивает точное направление и поддерживает силу, перпендикулярную направлению движения. Он не является тормозом и не обеспечивает надежной самоблокировки-.

Если питание отключено, перемещение вертикальной каретки вниз зависит от механизма привода, эффективности трансмиссии, тормоза двигателя, противовеса и внешней нагрузки. Для вертикальной оси с шарико-винтовым, ременным или реечным-приводом может потребоваться одно или несколько из следующих элементов:

• Серводвигатель со стояночным тормозом.
• Механический предохранительный тормоз или стопорное устройство.
• Противовес.
• Газовая пружина или пневматический противовес.
• Предохранительная гайка или вторичная система крепления.
• Контролируемая остановка для поддержки или технического обслуживания для сервисных работ.

Как смещенная нагрузка меняет реакцию блока

Для вертикальных и настенных осей-часто используются высокие кронштейны, подвесные инструменты или консольные платформы. Даже если общая нагрузка умеренная, расстояние между центром тяжести и направляющей может создать большой момент.

Пример: нагрузка 80 кг расположена на расстоянии 250 мм от направляющей плоскости.

Предположим, что два рельса разделены расстоянием 300 мм. В упрощенной жесткой и симметричной модели момент крена создает дополнительную реакцию рельса:

Первоначально центрированная гравитационная нагрузка будет составлять 392,4 Н на рельс. После добавления эффекта момента:

Отрицательное значение означает, что в этой упрощенной модели противоположный рельс подвергается обратной нагрузке. Это не означает, что рельс несет «отрицательный вес». Это означает, что опрокидывающий момент стремится поднять одну сторону каретки, одновременно сильнее прижимая другую сторону к направляющей.

Конструкцию можно улучшить, увеличив расстояние между рельсами, уменьшив расстояние между консолью, понизив центр тяжести, используя блок большего размера, добавив блоки или увеличив жесткость монтажной пластины.

Полный расчет блоков-по-блокам с учетом моментов крена, тангажа и рыскания см. в DLY.Руководство по расчету моментной нагрузки на линейную направляющую.

Настенные-линейные направляющие и боковые направляющие

При настенном-монтаже сила тяжести может действовать как боковая нагрузка относительно нормальной верхней поверхности блока. Это допустимо только в том случае, если выбранная направляющая имеет достаточную пропускную способность в этом направлении.

Боковая установка требует ряда практических соображений:

• Опорные плечи должны поддерживать рельс и блокировать направление основной нагрузки.
• Монтажные болты должны надежно прижимать компоненты к точно обработанным поверхностям.
• Высокая или широкая полезная нагрузка может создать большой момент крена между двумя рельсами.
• Верхняя и нижняя направляющие могут не распределять нагрузку поровну.
• После установки смазочные отверстия и смазочные трубки должны оставаться доступными.
• Подвижная пластина должна быть достаточно жесткой, чтобы передавать усилие между всеми блоками.

Не думайте, что в конфигурации из четырех-блоков 25 % общей нагрузки автоматически распределяется по каждому блоку. Смещение центра--силы тяжести может привести к тому, что верхние, нижние, передние или задние блоки будут вести себя по-разному.

Можно ли установить линейную направляющую в перевернутом положении?

Да, многие системы профильных линейных направляющих могут работать в перевернутом положении. Выбранный блок должен иметь достаточную обратную-радиальную нагрузку, а рельс, блоки, подвижная пластина и монтажные болты должны быть рассчитаны на результирующее направление нагрузки.

При обычной горизонтальной установке сила тяжести часто помогает удерживать блок или направляющую на монтажной поверхности. В перевернутой установке сила тяжести может действовать в противоположном направлении. Поэтому проектировщик должен проверить:

• Обратная-радиальная нагрузка блока.
• Статическая безопасность при максимальной нисходящей и ударной нагрузке.
• Размер болта, зацепление резьбы и момент затяжки.
• Плоскостность и жесткость обоих монтажных элементов.
• Расположение входа смазки блока.
• Свободное пространство для пресс-масленок, шлангов и инструментов для технического обслуживания.
• Дополнительные крышки, если охлаждающая жидкость, пыль или стружка могут попасть на уплотнения блока.

Смазка отличается при-горизонтальной установке

Смазка – одно из важнейших различий между горизонтальной и-негоризонтальной установкой направляющих.

При горизонтальном расположении смазка или масло обычно распределяются по блоку по мере циркуляции тел качения. При вертикальном,-монтированном на стене, перевернутом или наклонном расположении под действием силы тяжести смазка может накапливаться в одной части блока вместо того, чтобы равномерно достигать всех дорожек качения.

Перед заказом или установкой направляющей подтвердите:

• Точная ориентация монтажа.
• Доступные положения смазочных ниппелей или смазочных-портов.
• Можно ли смазывать блок с торца, сбоку или сверху.
• Будет ли использоваться центральная система смазки.
• Тип смазки, рабочая температура и скорость.
• Фактический рабочий ход и частота циклов.
• Имеет ли система очень короткие повторяющиеся ходы.

Рекомендуемая процедура ввода в эксплуатацию

1. Убедитесь, что смазка совместима с направляющей, уплотнениями и рабочей средой.
2. Смажьте через указанный порт для фактической ориентации установки.
3. Медленно проведите каретку на полный ход несколько раз.
4. Проверьте, достигает ли смазка обоих концов и всех блоков.
5. Удалите излишки смазки, которые могут собирать пыль или загрязнять машину.
6. Управляйте осью на низкой скорости и следите за сопротивлением ходу, звуком и температурой.
7. Отрегулируйте интервал смазки в соответствии с реальным состоянием машины, а не копируйте интервал по горизонтальной-оси автоматически.

Более подробную информацию можно получить в DLY.инструкции по смазке линейных направляющих.

Защита от загрязнения за счет ориентации при монтаже

Изменение ориентации направляющей может уменьшить загрязнение в одном направлении и увеличить воздействие в другом. Перевернутая направляющая может собирать меньше стружки на верхней поверхности дорожки качения, но охлаждающая жидкость или пыль по-прежнему могут проникать через торцевые уплотнения.

Защитная конструкция должна отводить стружку, жидкость и пыль от блока, а не задерживать загрязнения вокруг него.

Тип блока и направление болтов также имеют значение

Ориентация установки влияет не только на направление внутренней нагрузки, но и на то, можно ли вставить и затянуть крепежные болты.

Общие блочные структуры включают в себя:

• Узкие квадратные блокис резьбовыми монтажными отверстиями сверху.
• Фланцевые блокичто позволяет осуществлять установку сверху, снизу или в обоих направлениях, в зависимости от модели.
• Конструкции блоков с боковым-креплениемдля специальных конструкций машин.
• Длинные блокис более высокой грузоподъемностью и моментом, чем короткие блоки той же серии.

Перед окончательной доработкой таблички машины проверьте габаритный чертеж на наличие:

• Резьбовое-отверстие или сквозное-отверстие.
• Требуемое направление болта.
• Зазор болта-головки.
• Рекомендуемая высота плеч и радиус угла.
• Выступ смазочного ниппеля.
• Необходимое место для гаечного ключа, шприца для смазки или смазочной трубки.

Направляющая может выдерживать нагрузку, но оставаться непригодной, если конструкция машины не позволяет правильно установить болты блока или смазочный штуцер.

Требования к точности установки не исчезают

Вертикальная, боковая и перевернутая установка по-прежнему требует такого же базового контроля плоскостности монтажной-поверхности, прямолинейности рельсов, параллельности и выравнивания блоков, что и горизонтальные системы.

Не-негоризонтальная установка может затруднить сборку, поскольку направляющая или подвижная пластина могут сместиться под собственным весом до того, как болты будут полностью затянуты.

Практическая последовательность установки

1. Удалите заусенцы, сколы, ржавчину, краску и выступающие края с монтажных поверхностей.
2. Поддерживайте рельс или пластину так, чтобы сила тяжести не могла вывести их из строя.
3. Установите опорную направляющую напротив обработанного выступа или одобренной фиксирующей конструкции.
4. Затягивайте болты постепенно в указанной последовательности.
5. Выровняйте вторую направляющую с помощью опорной направляющей, измерительного прибора или подвижного стола.
6. Перед заключительной операцией медленно переместите всю каретку на полный ход.
7. Проверьте сопротивление движению вверху, посередине и внизу вертикальной оси.
8. Смажьте из правильного порта и повторите полный-ход движения.
9. Применяйте момент затяжки, указанный для точного размера болта, модели рельса, монтажного материала и инструкций производителя.

Не применяйте один универсальный момент затяжки болтов ко всем размерам линейных направляющих. Миниатюрный рельсовый болт M4, болт направляющей M8 и болт рельса тяжелой-грузовой нагрузки M12 требуют разных значений крутящего момента и условий монтажа.

Как ориентация монтажа влияет на количество блоков

Направление монтажа не определяет автоматически, требуется ли один, два или четыре блока. Количество блоков зависит от максимальной реакции блока и требуемой жесткости.

Увеличение количества блоков не устраняет автоматически неподходящую ориентацию монтажа. Увеличение расстояния между рельсами, уменьшение смещения центра--силы тяжести или выбор более подходящей конструкции направляющих могут дать лучший результат, чем простое добавление блоков.

Распространенные ошибки при вертикальной и перевернутой установке

Предполагая, что все направляющие имеют-равную нагрузку в четырех направлениях

Четырех-равномерная-грузоподъемность — это характеристика модели, а не универсальное свойство всех линейных направляющих. Проверьте выбранную серию, а не полагайтесь на внешний вид рельса и блока.

Расчет только веса машины

Только вес игнорирует ускорение, действующую силу и смещение центра--гравитации. Самый тяжелонагруженный блок может выдержать нагрузку, значительно превышающую среднюю.

Использование направляющего трения в качестве вертикального стояночного тормоза

Сопротивление предварительной нагрузки и уплотнения может создавать сопротивление, но это сопротивление не является управляемым или безопасным-удерживающим механизмом.

Оставление смазочного ниппеля в недоступном положении

Направляющую, которую невозможно смазать после сборки, будет сложно обслуживать. Перед обработкой монтажной пластины проверьте выступ ниппеля, прокладку шлангов и доступ к инструменту.

Разрешение рельсу двигаться во время затяжки

На вертикальной поверхности сила тяжести может увести длинный рельс от предполагаемого исходного положения. Во время установки используйте временные опоры, фиксирующие плечи или контролируемый зажим.

Использование конечной остановки рельса в качестве остановки движения

Торцевая пластина рельса или удерживающая конструкция блока предназначены для удержания внутренних частей вместе во время погрузочно-разгрузочных работ. Используйте отдельный механический упор, ограничитель датчика и ограничитель управления для перемещения машины.

Информация, необходимая перед выбором не-горизонтальной линейной направляющей

Часто задаваемые вопросы

Все ли линейные направляющие можно установить вертикально?

Многие профильные линейные направляющие можно использовать вертикально, но для конкретной модели необходимо проверить допустимую направленную нагрузку, метод смазки и инструкции по монтажу. Не предполагайте, что все конструкции направляющих имеют одинаковую пропускную способность во всех направлениях.

Нужен ли тормоз вертикальной линейной направляющей?

Сама направляющая не нуждается в тормозе, но для всей вертикальной оси может потребоваться моторный тормоз, предохранительный тормоз, противовес или стопорное устройство для предотвращения неконтролируемого движения вниз.

Могут ли линейные направляющие выдерживать нагрузку, направленную вверх или назад?

Многие блоки профиля могут выдерживать обратную-радиальную нагрузку, но допустимое значение зависит от серии направляющих и конструкции внутренней дорожки качения. Проверьте данные обратной-нагрузки и статической-нагрузки для фактической модели.

Смазка чаще происходит по вертикальной оси?

Не обязательно в каждом приложении. Однако распределение смазки может быть менее равномерным при не-горизонтальном расположении, поэтому первоначальный интервал следует проверять и регулировать в зависимости от хода, скорости, температуры, загрязнения и фактических условий эксплуатации.

Смазочный ниппель должен быть сверху или снизу?

Не существует универсального правила верхнего-или-нижнего уровня для каждого блока. Правильный порт зависит от конструкции блока, пути циркуляции роликовых-элементов и ориентации монтажа. Подтвердите утвержденное положение ниппеля или трубопровода для конкретной модели.

Можно ли установить миниатюрную линейную направляющую в перевернутом положении?

Возможно, это возможно, но миниатюрные направляющие часто имеют меньшие крепежные болты, меньшую емкость смазки и меньшие допустимые моменты. Обратная нагрузка, прочность болтов, доступ к смазке и безопасность должны быть тщательно проверены.

Лучше ли защищена от сколов перевернутая рейка?

Перевернутая направляющая может уменьшить прямое накопление стружки на некоторых верхних поверхностях, но не устраняет загрязнение. Стружка, пыль и охлаждающая жидкость все еще могут попасть на уплотнения блока с торцов или боков, поэтому могут потребоваться подходящие крышки.

Заключение

Линейные направляющие обычно можно монтировать горизонтально, вертикально, сбоку, перевернуто или под углом, но ориентацию установки следует учитывать при выборе, а не после того, как компоненты уже заказаны.

Наиболее важными проверками являются допустимая направленная нагрузка, смещение--центра тяжести, моменты крена, тангажа и рыскания, расстояние между рельсами, расстояние между блоками, расположение -болтов крепления, положение отверстий для смазки-, защиту от загрязнения и жесткость конструкции.

Для вертикально движущейся оси направляющая обеспечивает только направление и поддержку нагрузки. Система привода и безопасности должна контролировать подвешенную массу и предотвращать неконтролируемое движение во время отключения питания, технического обслуживания или отказа компонентов.

← Вернуться назад на Блог DLY