Apvalūs kreipiamieji bėgiai VS kvadratiniai kreipiamieji bėgiai CNC maršrutizatoriams

CNC linijinių bėgių rinkinys

Linijiniai kreipiamieji bėgeliai (CNC linijinių bėgelių komplektai) būna dviejų tipų: apvalūs ir kvadratiniai. Apvalūs kreipiamieji bėgeliai atsirado anksčiau, tačiau jie neužtikrina tokio tikslumo, kokį siūlo kvadratinių kreipiamųjų bėgelių komponentai. Tačiau apvalus kreipiamasis bėgelis yra pageidaujamas kreipiamasis bėgelis vertikaliems judesiams su didelėmis apkrovomis. Taikymas nulems, kokio tipo linijinius kreipiamuosius bėgelius reikėtų naudoti. Vieno ar kito pasirinkimo kriterijai nesiskiria nuo bet kurio kito pasirinkimo. CNC maršrutizatorius komponentą, parengti projekto specifikaciją, apibrėžti sistemos tikslus ir remtis praeities sėkmėmis bei klaidomis. Tačiau kiekvienas, neturintis patirties, gali padaryti paprastų klaidų. Geriausia pradėti mokytis pagrindinių kiekvieno tipo savybių ir pritaikyti tas, kurios yra svarbiausios programai.

Apvalių kreipiančiųjų bėgelių technologija per pastaruosius 60 metų buvo ištobulinta beveik iki tobulumo, o kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių skaičius siekia apie 35 metus. Dauguma būdingų projektavimo problemų jau seniai išspręstos, o medžiagos gerokai patobulėjo. Dauguma problemų kyla dėl netinkamo naudojimo ir netinkamo taikymo. O pagrindinės netinkamo taikymo priežastys dažnai kyla dėl asmeninio šališkumo ar išankstinio nusistatymo, neteisingo skaičiavimo ar estetinio sprendimo. Tai reiškia, kad santykinai mažas linijinio profilio bėgelis gali puikiai atitikti apkrovą, greitį ir visus kitus reikalavimus. Tačiau pritvirtintas prie CNC frezavimo staklių, įžvalgus žvilgsnis gali padaryti išvadą, kad jis atrodo silpnas ir tikrai per mažas.

Vieno tipo linijinę rutulinę įvorę nebūtinai lengviau naudoti nei kitą. Pasirinkimas visiškai priklauso nuo konkretaus pritaikymo. Apskritai konkretus kvadratinio bėgelio komponentas gali kainuoti daugiau nei apvalus, tačiau reikėtų atsižvelgti į kitus reikalavimus, įskaitant sistemos kainą. Šie elementai apima bent CNC frezavimo staklių pagrindo ar kito tvirtinimo paviršiaus, skirto bėgelių sistemai, paruošimo išlaidas, reikalingą padėties nustatymo tikslumą ir linijinio bėgelio posistemiui skirtą erdvę.

Tačiau prieš piešdami pieštuku ant popieriaus ar pele ant klaviatūros, nuspręskite, ar naudoti kvadratinį, ar apvalų bėgelį. Kai atrodo, kad pritaikymas gali būti bet kuriuo atveju, atlikite preliminarius skaičiavimus, atsižvelgdami į svarbiausias savybes ir poreikius, kad įsitikintumėte, jog niekas neliko nepastebėta.

Apvalūs kreipiamieji bėgiai

Prieš atsirandant kvadratinėms kreipiančiosioms linijoms, buvo tikimasi, kad apvalios kreipiančiosios linijos patenkins kiekvieną linijinio judesio valdymo situaciją. Ir daugelį metų jos tai puikiai darė. Tačiau CNC frezavimo įrankių naudotojams reikalaujant mažesnių tolerancijų tam tikriems darbams, CNC frezavimo staklių gamintojai pirmenybę teikė klasikiniam frezavimo ir grandymo metodui. Apvalios kreipiančiosios linijos buvo naudojamos periferinei įrangai, kai jos neatitiko tolerancijos reikalavimų.

Tai nepadarė apvalių kreipiančiųjų bėgelių mažiau vertingais ar pasenusiais. Jų privalumai ir toliau nusveria trūkumus. Apvalūs kreipiantieji bėgeliai paprastai yra pigesni nei kvadratiniai, tačiau tai neturėtų būti pagrindinis kriterijus bet kokiam pritaikymui. Kvadratinis bėgelis iš tikrųjų gali sugesti, o apvalus bėgelis gali veikti sklandžiai ir nepriekaištingai. Pavyzdžiui, apvalūs kreipiantieji bėgeliai daugumoje atvejų yra atlaidesni nesuderinamumui, prastam lygiagretumui ir momentinėms apkrovoms. CNC staklės ir leidžia daugiau h8 bėgio variacijų nei kvadratinių bėgių sistemos. Vis dėlto jos gali išlaikyti 0.01 colio eigos tiesumą 10 pėdų atkarpoje. Be to, mažas riedėjimo elementas paprastai daro apvalaus bėgio judėjimą sklandesnį.

Norint pasiekti tokį tikslumą, jiems reikia atramos tik galuose, nors daugelis jų yra paremti keliuose taškuose arba per visą ilgį. Tai leidžia bėgiams be problemų kirsti tarpus ir saugiai pereiti nuo vienos atramos prie kitos. Kai apvalių bėgių sistemai reikia tik veleno-bėgio mazgo (veleno, bėgio arba veleno ir 2 galuose atraminių blokų su 4 atraminiais blokais), paruošimo kaina yra mažesnė nei kvadratinio bėgio. Paprastai apvalių bėgių montavimas yra gana paprastas ir nebrangus. Be to, aptarnavimas ir keitimas yra palankesni apvaliems bėgiams.

Kvadratinės kreipiančiosios (profilio kreipiančiosios)

Kvadratinės kreipiančiosios bėgelės iš pradžių buvo sukurtos CNC frezavimo įrankių pramonei. Jos pakeitė integruotus vežimėlius ir bėgelius, kurie yra neatsiejama CNC frezavimo staklių pagrindo dalis. Nepaisant to, kai kurie tradiciniai vežimėliai ir bėgeliai tam tikrose situacijose vis dar užtikrina didelį tikslumą.

Kvadratinės kreipiančiosios bėgelės yra standesnės ir stabilesnės, tačiau joms reikalinga tiesi, ištisinė atrama, turinti griežtus lygumo ir lygiagretumo reikalavimus; jos negali užpildyti tokių tarpų kaip apvali bėgelė. Tačiau CNC frezavimo staklių gamintojai yra įpratę prie tikslaus pagrindo paruošimo, todėl tai nėra problema.

Pagrindinis kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių privalumas yra didelis padėties nustatymo tikslumas, ypač naudingas frezuojant ir šlifuojant. Jie išlaiko nuo 0.0002 iki 0.001 colio tikslumą per 10 pėdų ilgį, palyginti su 0.01 coliu, kaip apvalūs kreipiantieji bėgeliai. Jie taip pat atlaiko tokį tikslumą esant momentinei apkrovai; tam geriau tinka vienas vežimėlis ir vienas bėgelis nei apvalus bėgelis. Kadangi kvadratinis bėgelis atlaiko didesnes apkrovas dideliu tikslumu, dauguma naudotojų toleruoja šiek tiek mažesnį sklandumą nei apvalūs kreipiantieji bėgeliai.

Nors vienas profilio bėgelio blokas gali atlaikyti momentinę apkrovą, tai ne visada rekomenduojama. Kroviniui subalansuoti arba svoriui paskirstyti reikėtų naudoti 2 ar daugiau blokų. Tačiau vienas kvadratinis bėgelis gali tikti ten, kur reikėtų 2 apvalių kreipiančiųjų bėgelių. Profilinius bėgelius taip pat lengviau naudoti, nes jiems reikia vienos ar 2 dalių visai sistemai – bėgelio ir vežimėlio, o apvalų bėgelį sudaro kelios dalys daugiau.

Kvadratiniai kreipiantieji bėgeliai pasižymi didesne keliamąja galia, apibrėžiama kaip apkrova, kurią įrenginys atlaiko nuvažiavęs tam tikrą atstumą. Pavyzdžiui, 20,000 100 N keliamoji galia yra pagrįsta km rida. O susidėvėjimas yra minimalus, nes bėgelis neslysta, o riedantis kontaktuoja. Kvadratinio bėgelio tarnavimo laikas pirmiausia priklauso nuo aplinkos, kurioje jis yra, tinkamo tepimo ir priežiūros. Esant vienodoms sąlygoms, apvalūs kreipiantieji bėgeliai yra šiek tiek atsparesni, nes jie nėra tokie sandarūs ir ne tokie jautrūs nedideliems pokyčiams. Kvadratinis bėgelis yra jautresnis šiukšlėms ir smūgiams, nors jis pasižymi didesne keliamąja galia ir atsparumu smūgiams, kurie neturi įtakos riedėjimo elementui.

Atsižvelgiant į nusidėvėjimo aspektą, apvalus bėgis taip pat turi natūralių šiukšlių šalinimo savybių. Kvadratinio bėgio bėgiai yra paslėpti nuo tiesioginės prieigos, bet nebūtinai išmeta šiukšles. Kai bėgiui taikoma skysčio varomoji jėga, apvalus bėgis veikia geriau nei kvadratinis bėgis, nes kvadratinis bėgis gali užsikimšti kai kuriose bėgių lenktynių vietose, o apvalus bėgis turi mažiau polinkių užsikimšti.

Prieš pradėdami CNC frezavimo staklių komponentų išdėstymą, pasirinkite bėgelio tipą. Apvalių ir kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių tvirtinimo įtaisai radikaliai skiriasi, o darbo plotas ir fizinio dydžio apkrovos įvertinimas skiriasi. Jei vėliau nepavyksta, pakeisti vieno kvadratinio bėgelio prekės ženklą kitu yra lengviau nei pakeisti kvadratinį į apvalų. Visi gamintojai laikosi standartų, kurie leidžia tam tikrą pakeičiamumo laipsnį to paties tipo viduje.

Efektyvumą galima vertinti dviem aspektais. Vienas iš jų susijęs su trinties pasipriešinimo koeficientu; mažesnė trintis reiškia mažesnę energijos sąnaudą. Apvalaus bėgelio pasipriešinimas yra šiek tiek mažesnis ir jo veikimas yra sklandesnis nei profiliuoto bėgelio. Tačiau tie, kurie naudoja kvadratinius kreipiančiuosius bėgelius, reguliariai suteikia pakankamai galios, kad bėgiai būtų varomi pakankamai gerai. Kai kurie taip pat atsižvelgia į efektyvumą bendro apvalkalo ar dydžio požiūriu. Mažesnio profilio bėgelis yra mažesnis ir tinka didesnėms apkrovoms.

Smūginė apkrova, kaip ir momentinės smūginės apkrovos atveju, veikia visus guolius. Kvadratinės kreipiančiosios gali atlaikyti didesnę apkrovą nei mažas įrenginys, todėl smūgis yra labiau smūgio jėga. Tačiau visais atvejais bėgelis yra pritaikytas prie įprastos apkrovos, o ne smūginės apkrovos. Nėra jokio reikšmingo skirtumo, išskyrus tai, kad sunkiosiose mašinose smūgis yra žalingesnis vien dėl grynosios masės.

Kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių galios mažinimo koeficientai paprastai pateikiami gamintojo vadove arba projektavimo vadove. Deja, projektuotojai nepakankamai dažnai atsižvelgia į galios mažinimo koeficientus pradiniuose apvalių arba kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių projektavimo etapuose. Pavyzdžiui, standartinis darbo ciklo įvertinimas JAV yra 2 milijonai colių arba 50 km, o Europos rinkoje – 100 km arba 4 milijonai colių. Dažnai standartuose rekomenduojama, kad bėgių sistema nebūtų naudojama ilgiau nei 25 ar daugiau kartų per dieną. 50% vardinės talpos.

Tai yra kataloge

Daugumoje linijinių ritininių ir rutulinių kreipiamųjų katalogų pateikiama taikymo ir inžinerinė informacija apie dydžių nustatymą ir montavimą. Šie parametrai reikalingi dinaminei apkrovai ir momentų vertei bei statinei apkrovai ir momentų talpoms, įskaitant žingsnį, riedėjimą ir posūkį, nustatyti. Kataloguose taip pat pateikiami grafikai ir lygtys guolio eigos tarnavimo laikui nustatyti pagal dinaminę apkrovos vertę ir taikomus dinaminės apkrovos įvesties parametrus. Kiekviena linijinė ritininė arba rutulinė guolio kreipiamoji turi unikalias greičio, pagreičio, tolerancijų, išankstinio įtempimo ir temperatūros diapazono specifikacijas.

Svarbiausias profilių kreipiklių parametras yra bėgimo lygiagretumas, kuris yra kelių mikrometrų diapazone. Jei šio parametro nebus griežtai laikomasi, guoliai stringa arba per anksti susidėvi. Siekiant išvengti tokių problemų, montavimo vadovuose kruopščiai aptariamas tvirtinimo paviršiaus paruošimas, tvirtinimo tolerancijos ir bėgių lygiagretumas. Montavimo duomenys taip pat apima bėgio vertikalų poslinkį, vertikalų ir šoninį vežimėlio poslinkį, tvirtinimo angų tolerancijas, varžtų sukimo momentą ir užpakalines jungtis.

Apvaliems linijiniams rutuliniams guoliams reikia atsižvelgti į tuos pačius aspektus kaip ir profiliniams bėgeliams, ir dar kelis. Poliariniai grafikai iliustruoja dinaminę apkrovą, o grafikai rodo apkrovos trukmę. Mažas trinties koeficientas (0.001) ir savaime išsilyginančios specifikacijos, pateiktos apvaliems kreipiantiesiems bėgeliams, panaikina poreikį taikyti profiliniams bėgeliams paprastai priskiriamus mažinimo koeficientus.

Kur naudojamos

Nors kvadratiniai linijiniai kreipiantieji bėgeliai kažkada kainavo daug kartų brangiau nei apvalūs dėl didelių šlifavimo reikalavimų, būdingų konstrukcijai, naujos gamybos technologijos ir masto ekonomija paskatino inžinierius plačiau naudoti kvadratinius kreipiančiuosius bėgelius. Dabar kvadratinius linijinius kreipiančiuosius bėgelius galima rasti daugelyje tų pačių sričių, kuriose anksčiau buvo naudojami tik apvalūs kreipiantieji bėgeliai.

Daugumoje pritaikymų galima naudoti apvalius arba kvadratinius kreipiamuosius bėgelius. Tačiau kai kurie bėgeliai pakeičiami kito tipo bėgeliais, nes pirmasis netinka. Taip buvo su ligoninės paciento lova, kur konstruktorius pradėjo nuo kvadratinio bėgelio ašiniam judėjimui. Tačiau konstrukcinė dalis strigdavo; ji negalėdavo laisvai judėti, nebent būtų atlaisvinti tvirtinimo varžtai, kad būtų galima sukti bėgelį. Lovos rėmas tiesiog nebuvo pakankamai tvirtas. Kvadratinį bėgelį teko pakeisti savaime išsilyginančiu apvaliu bėgeliu.

Kita taikymo sritis, kurioje kilo panaši problema, buvo kvadratinis bėgelis, pritvirtintas prie skardos pagrindo prekybos automate. Bėgis neveikė, nes skardos tvirtinimas nebuvo pakankamai tvirtas. Kartais projektuotojai kartoja klaidas, kai į tą pačią problemą žiūri kitaip. Inžinierius, susipažinęs su apvaliais kreipiamaisiais bėgeliais, gali būti linkęs jų laikytis, nepaisant to, kad taikymo srityje reikia didesnio tikslumo. Tačiau daugumai taikymo sričių kvadratinių bėgelių tikslumas nebūtinas. Jos turėtų atsižvelgti į visos sistemos kainą, o ne tik į komponentų kainą. Tai reiškia, kad reikia atsižvelgti į visų periferinių įrenginių ir išplėstinių problemų reikalavimus.

Apvalaus bėgelio apkrovos ir tarnavimo laiko grafikas rodo ribinę apkrovą tam tikram rutuliniam guoliui. Įveskite diagramą su didžiausia labiausiai apkrauto guolio apkrova ir reikiamu eigos laiku ir raskite, kur susikerta dvi linijos. Plotas per sankirtą arba virš jos ir dešinėje nuo jos rodo tinkamiausius guolius.

Guolio orientacija arba taikomos apkrovos kryptis lemia rutulinio guolio dinaminę apkrovą. Pataisos koeficientas randamas pagal taikomos apkrovos kryptį, atsižvelgiant į guolio rutulinių takelių orientaciją, parodytą poliarinėje diagramoje. Norint nustatyti apkrovą, pataisos koeficientą K reikia padauginti iš konkretaus mazgo dinaminės apkrovos.

Kvadratiniai kreipiantieji bėgeliai gali pranokti apvalius kreipiančiuosius bėgelius tam tikromis aplinkybėmis, kai reikalingas didesnis standumas ir kompaktiškumas, atsižvelgiant į apkrovą, palyginti su dydžiu. Apskritai profiliuoti kreipiantieji bėgeliai pasižymi didesne apkrovos galia, tikslumu ir standumu, taip pat ilgesniu tarnavimo laiku.

Kvadratinių kreipiančiųjų bėgelių paviršiai turi būti itin lygiagretūs, kad būtų išvengta strigimo ir per didelio susidėvėjimo. Jie linkę įgauti tvirtinimo paviršiaus formą, todėl būtina griežtai laikytis lygiagretumo specifikacijų.

Apvalūs ir kvadratiniai kreipiamieji bėgiai trumpai