Informacje techniczne o prowadnicach PMI

Zobacz inne podkategorie:

Korzystając z poniższych odnośników prosimy wybrać interesujące informacje zawarte na tej stronie:

Procedura doboru prowadnicy z szyną profilową

Obciążenie nominalne i trwałość użytkowa prowadnic liniowych

Aby dobrać model prowadnicy, który jest najbardziej odpowiedni do przewidywanych warunków pracy, należy uwzględnić jej nośność i żywotność. Kiedy bieżnie lub elementy toczne poddawane są powtarzającym się naprężeniom, żywotność prowadnicy jest definiowana jako całkowita droga przebyta przez wózek do momentu wystąpienia zużycia w postaci złuszczeń, spękań.

Nośność statycza (C₀)

Trwałe odkształcenie między bieżnią a kulkami powstaje kiedy prowadnica z szyna profilową zostanie podczas ruchu lub postoju narażona na nadmierne obciążenia lub uderzenia. Po przekroczeniu pewnej wielkości tego odkształcenia następuje wyraźne pogorszenie płynności ruchu wózka. Nośność statyczna (C₀) odpowiada takiemu obciążeniu statycznemu, które wywołuje trwałe odkształcenie wielkości 0,0001 średnicy kulki w obszarze kontaktu o największym obciążeniu. Maksymalne obciążenie statyczne, oddziałujące na prowadnicę nie może więc przekraczać nośności statycznej. Dane dotyczące nośności dla każdej prowadnicy zawarte są w tabelach.

Dopuszczalny moment statyczny (M₀)

Gdy wózek zostanie obciążony momentem skrętnym, elementy toczne nie są obciążone jednakowo wzdłuż bieżni szyny, lecz punktowo w zależności od płaszczyzny działania momentu. Dopuszczalny moment statyczny (M0) odpowiada określonemu statycznemu obciążeniu działającemu w danym kierunku, które wywołuje w miejscu największego naprężenia trwałe odkształcenie bieżni o wielkości 0,0001 średnicy elementu tocznego.

Współczynnik bezpieczeństwa obciążenia statycznego (f_s)

Z powodu uderzeń i wibracji występujących podczas przesuwu lub postoju a także sił bezwładności wynikających z przyspieszeń i opóźnień, prowadnica szynowa może być narażona na dodatkowe obciążenia zewnętrzne. Dla zabezpieczenia prowadnicy przed skutkami takich mało przewidywalnych obciążeń należy przy doborze uwzględnić współczynnik bezpieczeństwa. Współczynnik bezpieczeństwa obciążenia statycznego zwiększa wstępnie obliczone wartości obciążeń proporcjonalnie do warunków pracy i otoczenia. Innymi słowy współczynnik bezpieczeństwa pozostaje wyrażony przez stosunek nośności statycznej do obliczonych obciążeń. Empiryczne wartości współczynników bezpieczeństwa dla różnych zastosowań przedstawia tabela.

Współczynnik bezpieczeństwa przedstawia wzór:

gdzie:

f_s - współczynnik bezpieczeństwa obciążenia statycznego

C₀ - nośność statyczna (N)

M₀ - dopuszczalny moment statyczny (Nm)

P - obciążenia obliczone (N)

M - obliczony moment (Nm)

Nośność dynamiczna (C_dyn)

Nawet gdy identyczne prowadnice liniowe wyprodukowane były w ten sam sposób i użytkowane w tych samych warunkach to ich trwałość użytkowa może być różna.

Trwałośc nominalna (L)

Odpowiada całkowitej drodze przesuwu osiągniętej przez 90% prowadnic z jednolitej grupy stosowanych w tych samych warunkach bez wystąpienia łuszczenia i innych objawów zużycia. Nośność dynamiczna (C) jest obciążeniem o określonym kierunku i wielkości, pod działaniem którego grupa jednakowych prowadnic osiąga żywotność nominalną. Trwałość nominalna dla prowadnicy z kulkami wynosi 50 km, a dla prowadnicy z rolkami 100 km. Nośność dynamiczna (C) może być użyta do obliczenia trwałości użytkowej zgodnie z poniższymi równaniami

dla prowadnic kulkowych:

dla prowadnic rolkowych:

gdzie:

L - trwałośc nominalna (km)

C - nośność dynamiczna (N)

P - obciążenia (N)

f_H - współczynnik twardości

f_T - współczynnik temperatury

f_w - współczynnik obciążenia

Współczynnik twardości f_H

Dla osiągnięcia optymalnej nośności bieżnie prowadnic mają twardość w zakresie 58 – 64 HRC. Wartość współczynnika twardości dla tego zakresu wynosi f_H=1. Dla mniejszych twardości wartość współczynnika maleje zgodnie z poniższym wykresem. Zmniejszenie twardości skutkuje pogorszeniem nośności dynamicznej i statycznej. W przypadku twardości mniejszej niż 58 HRC nośność statyczną i dynamiczną należy skorygować poprzez pomnożenie przez adekwatną wartość współczynnika twardości

Współczynnik obciążenia f_W

Chociaż obciążenia robocze prowadnicy liniowej mogą być dość dokładnie obliczone to podczas pracy przeważnie są większe. Jest to spowodowane trudnymi do przewidzenia wibracjami i uderzeniami. Dlatego też nośność dynamiczna prowadnicy powinna być podzielona przez uzyskany empirycznie współczynnik obciążenia f_W.

Współczynnik temperaturowy f_T

Jeśli temperatura prowadnicy z szyną profilową przekracza 100°C, zmniejszeniu ulega dopuszczalne obciążenie i trwałość. Z tego powodu nośność dynamiczna i statyczna powinny zostać pomnożone przez współczynnik temperaturowy. Niektóre elementy prowadnic liniowych PMI wykonane są z tworzyw sztucznych i gumy więc bardzo wskazane jest unikanie temperatury pracy wyższej niż 100°C.

Obliczenie trwałości L_h

Gdy dana jest trwałość nominalna L, trwałość godzinowa Lh może być obliczona dla stałej długości skoku i częstotliwości cykli roboczych.

gdzie:

L_h - trwałość w godzinach

L - trwałośc nominalna (km)

l_s - długość skoku (m)

n₁ - ilość cykli przesuwu na minutę

[Powrót do góry strony]

Współczynnik tarcia

Działanie prowadnic liniowych PMI opiera się na przetaczaniu wózka na elementach tocznych po szynie profilowej. W przypadku tego typu konstrukcji, opór tarcia prowadnicy może stanowić jedynie 1/20 do 1/40 oporu tarcia porównywalnej prowadnicy ślizgowej. Jest
to widoczne zwłaszcza dla tarcia statycznego, które jest dużo mniejsze dla prowadnicy tocznej. Ponadto, różnica między tarciem statycznym a dynamicznym jest bardzo mała, więc nie występuje kłopotliwy efekt drgań ciernych, tzw. stick-slip effect. Dzięki tak małemu tarciu do napędu prowadnic nadają się napędy stosunkowo niewielkiej mocy. Opór tarcia prowadnic liniowych może wahać się w pewnych granicach ze względu na zależność od obciążenia, napięcia wstępnego, lepkości środka smarnego, ilości uszczelnień i innych czynników. Opór tarcia prowadnicy może być obliczony dzięki równaniu bazującemu na obciążeniu roboczym i tarciu uszczelnień. Generalnie współczynnik tarcia będzie różny dla różnych serii. Dla typów kulkowych wynosi 0,002 – 0,003 (bez uszczelnień), a dla typów rolkowych 0,001 – 0,002 (bez uszczelnień).

gdzie:

F - opór tarcia (kgf)

µ - dynamiczny współczynnik tarcia

P - obciążenia robocze (kgf)

f - opór tarcia uszczelnień (kgf)

[Powrót do góry strony]

Obliczanie obciążeń

informacja do pobrania	Obliczanie obciążeń roboczych
informacja do pobrania	Obliczanie obciążenia zastępczego
informacja do pobrania	Obliczanie obciążeń średnich
informacja do pobrania	Przykład obliczeniowy

[Powrót do góry strony]

Dokładność wykonania

Dokładność wykonania prowadnic liniowych zawiera tolerancję wymiarów wysokości, szerokości, precyzji poruszania się wózka po szynie. Prowadnice produkowane są w pięciu klasach dokładności wykonania: normalnej (N), wysokiej (H), precyzyjnej (P), super precyzyjnej (SP) i ultra precyzyjnej (UP).

Prostoliniowość przesuwu

Dokładność prostoliniowości biegu jest odchyleniem między powierzchniami referencyjnymi wózka i szyny mierzonymi na całej długości szyny.

Różnica wysokości (ΔH) oznacza różnicę wysokości między wózkami zainstalowanymi na tej samej płaszczyźnie.

Różnica wysokości (ΔW₂) oznacza różnicę szerokości między wózkami zainstalowanymi na szynie.

Dodatkowe uwagi:

1. Kiedy dwie lub więcej prowadnice liniowe są używane na tej samej płaszczyźnie, tolerancja wymiaru W₂ i różnica ΔW₂ mają zastosowanie tylko do szyny Master

2. Dokładność jest mierzona na środku środkowej powierzchni wózka.

Klasy dokładności wykonania zalecane dla niektórych urządzeń

Klasy dokładności wykonania poszczególnych serii

Dokładności dla serii MSA, MSB, MSR, SME i SMR

Tolerancja równoległości między wózkiem jezdnym a szyną profilową

Dokładność serii MSC stanowią trzy klasy: normalna (N), wysoka (H), precyzyjna (P)

Sztywność prowadnicy liniowej można podnieść poprzez zwiększenie napięcia wstępnego. Jak przedstawiono na wykresie, obciążenie robocze może być podniesione do 2,8 razy stosowanego napięcia wstępnego. Przy obciążeniu 2,8P0 ugięcie wynosi połowę wartości występującej przy lekkim naprężeniu. Naprężenie wstępne wynika z zastosowania ponadwymiarowych elementów tocznych (kulek, rolek).

Wybór naprężenia wstępnego zależy od zastosowania i warunków pracy. Pokazuje to poniższa tabela.

Naprężenia wstępne przewidziane dla poszczególnych serii przedstawia tabela. Naprężenie wstępne wyrażone jest w procentach nośności dynamicznej (C) poszczególnych serii.

[Powrót do góry strony]