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如何使用Profile&优化应用程序速度;圆轨

根据您的应用程序,高速有时被视为“游戏的名称”。当涉及到使用轮廓或圆形轨道作为线性运动解决方案的一部分时,每个应用程序的许多变量都会影响您的应用程序的速度。

为了优化这些轨道以满足您所需的速度要求,工程师必须熟悉影响每个部件速度的设计因素

异型轨的速度系数

型材导轨,也称为方形导轨,有三个主要部件:1)型材导轨或内圈,用于将负载导向所需位置;2) 轴承座或外座圈,连接至负载和滚动元件,使其能够在轨道上平稳移动;和3)端盖,安装在轴承托架的两侧,保持滚动元件的容纳和循环(图1)。

图1。型材导轨系统包括方形(型材)导轨、轴承架和端盖。

设计师通常指定型材导轨,因为其承载能力高,精度更高。它们的速度潜力主要取决于滚动元件是保持架球、非保持架球还是圆柱滚子。

型轨中的滚珠轴承与滚柱

滚珠轴承可以实现最快的速度。设计师在需要平滑安静的运动控制时指定它们。其球形几何结构有助于再循环,可在高达5米/秒的速度和高达100米/秒的加速度下运行。

当需要更高的载荷时,设计师可能会指定圆柱滚子而不是球面球。这些更为昂贵,但由于辊子设计用于高达295 kN的负载支撑,而不是速度,因此最大速度降低至3 m/sec,加速度降低至50 m/sec

安全系数也可能限制滚柱轴承的速度。滚柱比球重,这有助于提高其负载处理能力。但是,如果操作员将速度推到3 m/s以上,可能会损坏端盖或阻碍再循环,使其只能用作滑动轴承。

囚禁与非囚禁

型轨也可指定为带有保持架或非保持架轴承。在保持架部署中,每个轴承作为一个独立的链环包裹在自润滑聚合物链中。这可以防止小球相互摩擦,从而提高操作的平稳性和安静性,但这样做是以牺牲速度为代价的,这受到对聚合物链依赖的限制。最高速度可达3米/秒。加速度达到50米/秒2时,与从滚轴(而不是球)获得的加速度大致相同。

圆轨道的速度系数

与型轨类似,圆轨由轴、包含滚动元件的托架和端盖组成(图2)。一个关键的区别是,由于偏转或错位,圆轨更容易出现不准确的情况。这可以通过使用端部支撑或完全支撑配置和自对准轴承来解决。

图2。圆轨系统由轴、托架和端盖组成。

圆形轨道系统比型材轨道系统更简单,生产成本更低。当成本控制是首要任务,而精度和高负载处理不是首要任务时,设计师通常会指定它们。速度在很大程度上取决于是否使用标准滚珠衬套®、自润滑滚珠轴承或滚柱。

圆轨中的滚珠衬套与滚柱

由于其再循环系统,圆轨球衬套组件的速度受到限制。最大速度为3米/秒,加速度高达50米/秒2,使其速度可与使用滚轴或笼形球的型轨相媲美。

圆轨系统滚轮为凸形,由链条驱动(图3),可实现更高的速度。该滚柱总成不需要端盖,这使滚柱能够以更高的速度自由循环。行驶速度高达31米/秒,加速度高达138米/秒2,且具有与仿形钢轨相当的高负载能力。

图3。Thomson RoundWay®线性滚柱轴承在高负载、重载应用中提供平稳、准确和高速运行。行驶速度可达31米/秒,加速度可达138米/秒。

标准与自润滑衬套

设计人员希望在极端恶劣的环境条件下实现平稳运行,可能会部署带有自润滑衬套的圆形轨道系统。这些无需维护,可在高达43米/秒的速度下使用。

满足您对速度的需求

当然,最终的线性导轨选择将取决于所有运动参数,如负载大小、包络线和环境因素。但说到速度,第一个要回答的问题是,您是否将为在具有挑战性的环境中使用而设计解决方案。如果答案是肯定的,并且速度是优先考虑的,那么从评估带有链条驱动的凸滚子的圆形轨道系统开始。如果速度不是您的首要任务,请查看带有自润滑球衬套的圆轨系统。

如果满足具有挑战性的环境条件不是首要任务,但速度、高精度和负载处理是首要任务,则应根据运动参数评估带滚珠轴承的型轨系统。如果您想要高精度和负载处理以及更平稳的操作,那么请查看笼式球配置,记住您将失去轮廓球再循环技术的任何速度优势。

如果高负载处理和精度不如所选轨道的初始成本节约重要,并且您对高达3米/秒的速度感到满意,那么您将在使用标准球衬套的圆形轨道系统中找到许多选择

花时间考虑影响你的应用程序的速度相关因素将有助于确保你的负载按时到达目的地。

关于作者

Lindsey Brimage支持汤姆森直线导轨和轴承业务,同时通过技术产品培训协助销售和客户支持。她在匹兹堡大学获得化学工程学士学位,在汤姆森工作了三年。

Jessica Greene提供特定于应用程序的产品选择帮助,同时担任汤姆森产品设计、生产和其他内部部门之间的客户联络人。她在弗吉尼亚理工学院和州立大学获得了机械工程理学学士学位,并在汤姆森工作了16年。

Chris Diak是Motion的高级自动化产品销售经理,在电气/自动化领域工作了25年,在Motion工作了23年。他在克莱姆森大学获得了电气工程理学学士学位。

有关更多信息,请访问Motion.com/ien或查看此快速视频“圆形轴系的安装选项”