Round Guide Rails VS Square Guide Rails για Δρομολογητές CNC

CNC Linear Rail Kit

Οι γραμμικές ράγες οδηγών (CNC linear rail kit) διατίθενται σε 2 τύπους, στρογγυλές ράγες οδήγησης και τετράγωνες ράγες οδηγού. Οι στρογγυλές ράγες οδηγοί προέρχονται από την 1η θέση, αλλά δεν παρέχουν την ακρίβεια που προσφέρουν τα τετράγωνα εξαρτήματα της ράγας οδήγησης. Ωστόσο, η στρογγυλή ράγα οδήγησης είναι η προτιμώμενη ράγα οδήγησης για κάθετες κινήσεις με μεγάλα φορτία. Η εφαρμογή θα υπαγορεύσει ποιος τύπος γραμμικών οδηγών θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί. Τα κριτήρια επιλογής του ενός έναντι του άλλου δεν διαφέρουν από την επιλογή οποιουδήποτε άλλου CNC δρομολογητή συστατικό, καθορίστε το σχεδιασμό, ορίζοντας τους στόχους του συστήματος και εργάζεστε από προηγούμενες επιτυχίες και λάθη. Αλλά όποιος δεν έχει εμπειρία μπορεί να κάνει απλά λάθη. Το καλύτερο μέρος για να ξεκινήσετε είναι να μάθετε τις θεμελιώδεις ιδιότητες κάθε τύπου και να υιοθετήσετε αυτές που είναι πιο σχετικές με την εφαρμογή.

Η τεχνολογία στρογγυλής ράγας οδηγού έχει τελειοποιηθεί σχεδόν στην τελειότητα τα τελευταία 60 χρόνια και οι τετράγωνες ράγες οδηγούν περίπου τα 35. Τα περισσότερα από τα εγγενή προβλήματα σχεδιασμού έχουν από καιρό σιδερωθεί και τα υλικά έχουν βελτιωθεί δραματικά. Τα περισσότερα προβλήματα προκύπτουν από κακή χρήση και κακή εφαρμογή. Και οι κύριοι λόγοι για εσφαλμένη εφαρμογή προέρχονται συχνά από μια προσωπική προκατάληψη ή προκατάληψη, έναν λάθος υπολογισμό ή μια αισθητική κρίση. Δηλαδή, μια σχετικά μικρή ράγα γραμμικού προφίλ μπορεί να ταιριάζει με το φορτίο, την ταχύτητα και κάθε άλλη απαίτηση μια χαρά. Αλλά όταν τοποθετηθεί στον δρομολογητή CNC, ένα οξυδερκές μάτι μπορεί να συμπεράνει ότι φαίνεται αδύναμο και σίγουρα μικρότερο.

Ένας τύπος γραμμικού οδηγού σφαιρικού δακτυλίου δεν είναι απαραίτητα πιο εύκολος στη χρήση από έναν άλλο. Η επιλογή εξαρτάται αποκλειστικά από τη συγκεκριμένη εφαρμογή. Γενικά, ένα συγκεκριμένο εξάρτημα τετραγωνικής ράγας μπορεί να κοστίζει περισσότερο από το στρογγυλό, αλλά άλλες απαιτήσεις συμπεριλαμβανομένου του κόστους συστήματος θα πρέπει να αντιμετωπιστούν. Τουλάχιστον, αυτά τα στοιχεία περιλαμβάνουν τα έξοδα για την προετοιμασία του κρεβατιού δρομολογητή CNC ή άλλης επιφάνειας στήριξης για την προσαρμογή του συστήματος σιδηροτροχιών, την απαιτούμενη ακρίβεια τοποθέτησης και τον διαθέσιμο χώρο για το υποσύστημα γραμμικής ράγας.

Αλλά προτού δεσμεύσετε το μολύβι σε χαρτί ή το ποντίκι σε μαξιλάρι, αποφασίστε είτε μια τετράγωνη είτε στρογγυλή ράγα. Όταν η εφαρμογή φαίνεται ότι μπορεί να πάει σε οποιαδήποτε κατεύθυνση, εκτελέστε προκαταρκτικούς υπολογισμούς για τις πιο κρίσιμες ιδιότητες και πρέπει να βεβαιωθείτε ότι τίποτα δεν παραβλέπεται.

Στρογγυλές ράγες οδηγών

Πριν από την εμφάνιση των τετράγωνων οδηγών, οι στρογγυλές ράγες οδηγού αναμενόταν να ικανοποιούν κάθε κατάσταση γραμμικού ελέγχου κίνησης. Και για πολλά χρόνια, το έκαναν θαυμάσια. Αλλά καθώς οι χρήστες εργαλείων δρομολογητή CNC απαιτούσαν πιο στενές ανοχές για ορισμένες εργασίες, οι κατασκευαστές δρομολογητών CNC ευνόησαν την κλασική μέθοδο φρεζαρίσματος και απόξεσης. Οι στρογγυλές ράγες οδήγησης χρησιμοποιήθηκαν για περιφερειακό εξοπλισμό όταν δεν μπορούσαν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις ανοχής.

Αυτό δεν έκανε τις στρογγυλές ράγες οδηγών λιγότερο πολύτιμες ή ξεπερασμένες. Τα οφέλη τους εξακολουθούν να υπερτερούν των μειονεκτημάτων τους. Οι στρογγυλές ράγες οδήγησης είναι γενικά λιγότερο ακριβές από τις τετράγωνες ράγες οδηγών, αλλά αυτό δεν πρέπει να είναι το κύριο κριτήριο για οποιαδήποτε εφαρμογή. Μια τετράγωνη ράγα μπορεί πραγματικά να αποτύχει, ενώ μια στρογγυλή ράγα μπορεί να λειτουργήσει ομαλά και άψογα. Για παράδειγμα, οι στρογγυλοί οδηγοί σιδηροτροχιάς είναι πιο συγχωρείς με την κακή ευθυγράμμιση, τον κακό παραλληλισμό και τα φορτία ροπής στα περισσότερα Μηχανές CNC και επιτρέπουν μεγαλύτερη διακύμανση στη σιδηροδρομική γραμμή h8 από τα συστήματα τετραγωνικής σιδηροτροχιάς. Παρόλα αυτά, μπορούν να κρατήσουν ευθύτητα ταξιδιού 0.01-in. για 10 πόδια. Επίσης, το μικρό στοιχείο κύλισης τείνει να κάνει την κίνηση στρογγυλής ράγας πιο ομαλή.

Για να επιτευχθεί αυτή η ακρίβεια, χρειάζονται στήριξη μόνο στα άκρα, αν και πολλά στηρίζονται σε πολλά σημεία ή σε όλο το μήκος τους. Αυτό επιτρέπει στις ράγες να διασχίζουν τα κενά χωρίς πρόβλημα και να πηγαίνουν με ασφάλεια από το ένα στήριγμα στο άλλο. Όταν το σύστημα στρογγυλής ράγας απαιτεί μόνο ένα συγκρότημα άξονα-σιδηροτροχιάς (ένας άξονας, μια ράγα ή ένας άξονας και 2 τετράγωνα που υποστηρίζονται στο άκρο με 4 μπλοκ μαξιλαριού), το κόστος προετοιμασίας είναι μικρότερο από το τετράγωνο κιγκλίδωμα. Γενικά, η εγκατάσταση στρογγυλής ράγας είναι σχετικά εύκολη και φθηνή. Και το σέρβις και η αντικατάσταση ευνοούν τη στρογγυλή ράγα.

Square Guide Rails (Ράγες οδηγών προφίλ)

Οι τετράγωνες ράγες οδηγού σχεδιάστηκαν αρχικά για τη βιομηχανία εργαλείων δρομολογητή CNC. Αντικατέστησαν τις ενσωματωμένες άμαξες και διαδρομές, που αποτελούν αναπόσπαστες περιοχές του κρεβατιού του δρομολογητή CNC. Παρόλα αυτά, ορισμένα παραδοσιακά βαγόνια και τρόποι εξακολουθούν να παρέχουν υψηλή ακρίβεια σε ορισμένες περιπτώσεις.

Οι τετράγωνες ράγες οδήγησης είναι πιο άκαμπτες και πιο άκαμπτες, αλλά χρειάζονται ευθεία, συνεχή στήριξη με αυστηρές απαιτήσεις για επιπεδότητα και παραλληλισμό. δεν μπορούν να καλύψουν τα κενά που μπορεί μια στρογγυλή ράγα. Ωστόσο, επειδή οι κατασκευαστές δρομολογητών CNC είναι συνηθισμένοι στην προετοιμασία κρεβατιού ακριβείας, αυτό δεν αποτελεί πρόβλημα.

Το κύριο πλεονέκτημα των τετράγωνων οδηγών σιδηροτροχιών είναι η υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης τους, ιδιαίτερα χρήσιμη στο φρεζάρισμα και το τρόχισμα. Διατηρούν από 0.0002 έως 0.001 in. σε μήκος 10 ποδών, σε σύγκριση με 0.01 in. για στρογγυλές ράγες οδηγών. Διαχειρίζονται επίσης αυτή την ακρίβεια για ένα στιγμιαίο φορτίο. ένα μόνο βαγόνι και μια ράγα είναι καλύτερα κατάλληλα για αυτό από μια στρογγυλή ράγα. Και επειδή η τετράγωνη ράγα χειρίζεται υψηλότερα φορτία με υψηλή ακρίβεια, οι περισσότεροι χρήστες ανέχονται κάπως λιγότερη ομαλότητα από αυτή που προσφέρουν οι στρογγυλές ράγες οδήγησης.

Αν και μια μονάδα ράγας με ένα προφίλ μπορεί να χειριστεί ένα φορτίο στιγμής, δεν συνιστάται πάντα. Θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν 2 ή περισσότερες μονάδες για την εξισορρόπηση του φορτίου ή την κατανομή του βάρους. Ωστόσο, μια τετράγωνη ράγα μπορεί να χωρέσει εκεί όπου απαιτούνται 2 στρογγυλές ράγες οδήγησης. Οι ράγες προφίλ είναι επίσης πιο εύχρηστες επειδή χρειάζονται ένα ή 2 μέρη για ένα πλήρες σύστημα, τη ράγα και το φορείο, ενώ η στρογγυλή ράγα περιλαμβάνει μερικά ακόμη μέρη.

Οι τετράγωνες ράγες οδηγού έχουν μεγαλύτερη χωρητικότητα φορτίου, που ορίζεται ως η ποσότητα φορτίου που επιβιώνει η μονάδα διανύοντας μια καθορισμένη απόσταση. Για παράδειγμα, μια χωρητικότητα 20,000 N βασίζεται σε μια βαθμολογία 100 km. Και η φθορά είναι ελάχιστη γιατί η ράγα δεν γλιστράει αλλά έχει επαφή κύλισης. Η διάρκεια ζωής του τετραγώνου σιδηροτροχιάς εξαρτάται κυρίως από τον τύπο του περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται, τη σωστή λίπανση και τη συντήρηση. Με όλα τα άλλα ίσα, οι στρογγυλές ράγες οδηγών είναι λίγο πιο ανεκτικές επειδή δεν είναι τόσο σφιχτές σε συσκευασία και δεν είναι τόσο ευαίσθητες σε μικρές παραλλαγές. Μια τετράγωνη ράγα είναι πιο ευαίσθητη σε συντρίμμια και κρούση, αν και έχει μεγαλύτερη χωρητικότητα και αντοχή σε κρούσεις που δεν επηρεάζουν το στοιχείο κύλισης.

Λαμβάνοντας υπόψη την πτυχή της φθοράς, η στρογγυλή ράγα έχει επίσης δυνατότητες φυσικών απορριμμάτων. Οι ράγες με τετράγωνο σιδηρόδρομο είναι κρυμμένες από άμεση πρόσβαση, αλλά δεν ρίχνουν απαραίτητα συντρίμμια. Με μια ρευστή κινητήρια δύναμη που εφαρμόζεται στη ράγα, μια στρογγυλή ράγα αποδίδει καλύτερα από μια τετράγωνη ράγα, επειδή η τετράγωνη ράγα θα μπορούσε να τραβήξει προς τα πάνω σε ορισμένες από τις περιοχές του αγώνα, ενώ η στρογγυλή ράγα έχει λιγότερες τάσεις για έλξη.

Επιλέξτε έναν τύπο ράγας που θα χρησιμοποιήσετε πριν ξεκινήσετε τη διάταξη εξαρτημάτων του δρομολογητή CNC. Τα εξαρτήματα στερέωσης διαφέρουν ριζικά μεταξύ των στρογγυλών και των τετράγωνων οδηγών σιδηροτροχιών και η περιοχή στην οποία θα εργαστεί ποικίλλει, όπως και η βαθμολογία φορτίου για το φυσικό μέγεθος. Εάν δεν τα καταφέρετε αργότερα, η αλλαγή από μια μάρκα τετράγωνης ράγας σε άλλη είναι ευκολότερη από την αλλαγή από τετράγωνη σε στρογγυλή ράγα. Όλοι οι κατασκευαστές ακολουθούν πρότυπα που επιτρέπουν κάποιο βαθμό εναλλαξιμότητας σε έναν τύπο.

Η αποτελεσματικότητα μπορεί να προσεγγιστεί από 2 γωνίες. Το ένα ασχολείται με τον συντελεστή οπισθέλκουσας τριβής. λιγότερη τριβή σημαίνει χαμηλότερη ενέργεια εισόδου. Η αντίσταση στρογγυλής ράγας είναι λίγο χαμηλότερη και η δράση της είναι πιο ομαλή από μια ράγα προφίλ. Αλλά όσοι χρησιμοποιούν τακτικά ράγες οδηγών Square παρέχουν αρκετή ισχύ για να οδηγούν τις ράγες αρκετά καλά. Μερικοί θεωρούν επίσης την αποτελεσματικότητα από την άποψη του συνολικού φακέλου ή του μεγέθους. Η ράγα μικρότερου προφίλ προσφέρει μικρότερο πακέτο για μεγαλύτερα φορτία.

Η φόρτιση κρουσμάτων, όπως συμβαίνει με ένα στιγμιαίο φορτίο κρούσης, επηρεάζει όλα τα ρουλεμάν. Οι τετράγωνες ράγες οδηγού μπορούν να χειριστούν ένα βαρύτερο φορτίο από μια μικρή μονάδα, επομένως το σοκ είναι περισσότερο μια δύναμη κρούσης. Αλλά σε όλες τις περιπτώσεις, η σιδηροτροχιά κλιμακώνεται στην ικανότητα του κανονικού φορτίου, όχι ενός φορτίου κρούσης. Δεν υπάρχει καμία σημαντική διαφορά εκτός από το ότι στα βαριά μηχανήματα ένα σοκ είναι πιο επιζήμιο μόνο και μόνο λόγω της καθαρής μάζας.

Οι τετράγωνες ράγες οδηγών συνοδεύονται από ορισμένες κρίσιμες περιβαλλοντικές υποτιμήσεις, που συνήθως βρίσκονται στο εγχειρίδιο του κατασκευαστή ή στον οδηγό σχεδιασμού. Δυστυχώς, οι σχεδιαστές δεν λαμβάνουν υπόψη τους παράγοντες μείωσης αρκετά συχνά στα αρχικά στάδια σχεδιασμού είτε για στρογγυλές είτε για τετράγωνες ράγες οδηγού. Για παράδειγμα, η τυπική βαθμολογία κύκλου λειτουργίας στις ΗΠΑ είναι 2 εκατομμύρια ίντσες ή 50 km και 100 km ή 4 εκατομμύρια ίντσες για την ευρωπαϊκή αγορά. Συχνά, τα πρότυπα συνιστούν να μην χρησιμοποιείται ένα σιδηροδρομικό σύστημα πέραν των 25 ή 50% της ονομαστικής χωρητικότητας.

Είναι στον Κατάλογο

Οι περισσότεροι κατάλογοι για γραμμικούς οδηγούς κυλίνδρων και σφαιρών περιέχουν πληροφορίες εφαρμογής και μηχανικής για το μέγεθος και την εγκατάσταση. Αυτές οι παράμετροι απαιτούνται για τον προσδιορισμό των χαρακτηρισμών δυναμικού φορτίου και ροπής και των χωρητικοτήτων στατικού φορτίου και ροπής, οι οποίες περιλαμβάνουν το βήμα, την κύλιση και την εκτροπή. Οι κατάλογοι περιλαμβάνουν επίσης γραφήματα και εξισώσεις για τον προσδιορισμό της διάρκειας ζωής του ρουλεμάν από τη βαθμολόγηση δυναμικού φορτίου και τις εφαρμοσμένες παραμέτρους εισόδου δυναμικού φορτίου. Κάθε γραμμικός οδηγός κυλίνδρου ή ρουλεμάν έχει μοναδικές προδιαγραφές για την ταχύτητα, την επιτάχυνση, τις ανοχές, την προφόρτιση και το εύρος θερμοκρασίας.

Η πιο κρίσιμη παράμετρος για τους οδηγούς προφίλ είναι ο παραλληλισμός λειτουργίας, ο οποίος βρίσκεται στην περιοχή πολλών μικρομέτρων. Αν δεν ακολουθηθούν προσεκτικά, τα ρουλεμάν δένουν ή φθείρονται πρόωρα. Για την αποφυγή τέτοιων προβλημάτων, οι οδηγοί εγκατάστασης καλύπτουν επιμελώς το θέμα της προετοιμασίας της επιφάνειας τοποθέτησης, των ανοχών τοποθέτησης και του παραλληλισμού σιδηροτροχιών. Τα δεδομένα εγκατάστασης περιλαμβάνουν επίσης την κατακόρυφη μετατόπιση σιδηροτροχιάς, την κατακόρυφη και πλευρική μετατόπιση του φορείου, τις ανοχές της οπής τοποθέτησης, τη ροπή του μπουλονιού και τους αρμούς πισινών.

Τα στρογγυλά γραμμικά ρουλεμάν με σφαιρικό δακτύλιο απαιτούν τις ίδιες εκτιμήσεις με τις ράγες προφίλ, συν μερικά. Τα πολικά γραφήματα απεικονίζουν τη δυναμική χωρητικότητα φορτίου και τα γραφήματα δείχνουν τη διάρκεια ζωής του φορτίου. Ο χαμηλός συντελεστής τριβής 0.001 και οι προδιαγραφές αυτοευθυγράμμισης που δίνονται στις στρογγυλές ράγες οδήγησης εξαλείφουν την ανάγκη για τους παράγοντες μείωσης που συνήθως αποδίδονται στις ράγες προφίλ.

Εφαρμογές

Ενώ οι τετράγωνες γραμμικές ράγες οδηγοί κάποτε κοστίζουν πολλές φορές περισσότερο από τη στρογγυλή τεχνολογία λόγω των εκτεταμένων απαιτήσεων λείανσης που είναι εγγενείς στο σχεδιασμό, οι νέες τεχνικές κατασκευής και οι οικονομίες κλίμακας έχουν ενθαρρύνει τους μηχανικούς να διασκεδάσουν τη χρήση τετράγωνων οδηγών σε έναν ευρύτερο χώρο εφαρμογής. Τετράγωνες γραμμικές ράγες οδηγών μπορούν πλέον να βρεθούν σε πολλές από τις ίδιες εφαρμογές που κάποτε υποστηριζόταν μόνο από στρογγυλές ράγες οδήγησης.

Οι περισσότερες εφαρμογές μπορούν να χρησιμοποιούν είτε στρογγυλές είτε τετράγωνες ράγες οδήγησης. Αλλά μερικές ράγες αντικαθίστανται με τον άλλο τύπο επειδή η πρώτη δεν λειτουργεί. Τέτοια ήταν η περίπτωση σε ένα κρεβάτι νοσοκομείου-ασθενούς όπου ο σχεδιαστής ξεκίνησε με μια τετράγωνη ράγα για αξονική κίνηση. Αλλά η συνέλευση θα δέσμευε? δεν θα μπορούσε να κινηθεί ελεύθερα αν δεν είχαν χαλαρώσει τα μπουλόνια στερέωσης για να επιτραπεί κάποια περιστροφική κίνηση. Το πλαίσιο του κρεβατιού απλά δεν ήταν αρκετά άκαμπτο. Η τετράγωνη ράγα έπρεπε να αντικατασταθεί με την αυτοευθυγραμμιζόμενη στρογγυλή ράγα.

Μια άλλη εφαρμογή που έπασχε από παρόμοιο πρόβλημα ήταν μια τετράγωνη ράγα τοποθετημένη σε μια βάση από λαμαρίνα σε ένα μηχάνημα αυτόματης πώλησης. Η ράγα δεν λειτούργησε επειδή η στερέωση από λαμαρίνα δεν ήταν αρκετά άκαμπτη. Μερικές φορές, οι σχεδιαστές επαναλαμβάνουν τα λάθη όταν εξετάζουν το ίδιο πρόβλημα με διαφορετικό πρίσμα. Ένας μηχανικός που είναι εξοικειωμένος με τις στρογγυλές ράγες οδήγησης μπορεί να έχει την τάση να κολλάει μαζί τους, ανεξάρτητα από τις ανάγκες εφαρμογής για μεγαλύτερη ακρίβεια. Αλλά οι περισσότερες εφαρμογές δεν χρειάζονται την ακρίβεια τετραγώνου. Θα πρέπει να εξετάσουν το συνολικό κόστος του συστήματος, όχι μόνο το κόστος των εξαρτημάτων. Και αυτό σημαίνει ενσωμάτωση των απαιτήσεων για όλα τα περιφερειακά και εκτεταμένα θέματα.

Το γράφημα φορτίου/ζωής της στρογγυλής ράγας υποδεικνύει το περιοριστικό φορτίο για ένα δεδομένο ρουλεμάν με σφαιρικό δακτύλιο. Εισαγάγετε το γράφημα με το μέγιστο φορτίο του πιο βαρέως φορτωμένου ρουλεμάν και την απαιτούμενη διάρκεια ταξιδιού και βρείτε πού τέμνονται οι 2 γραμμές. Η περιοχή από ή πάνω και στα δεξιά της διασταύρωσης υποδεικνύει τα καταλληλότερα ρουλεμάν.

Ο προσανατολισμός του ρουλεμάν ή η κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου φορτίου καθορίζει τη δυναμική ικανότητα φόρτωσης ενός ρουλεμάν με σφαιρικό δακτύλιο. Ο συντελεστής διόρθωσης βρίσκεται από την κατεύθυνση του εφαρμοζόμενου φορτίου σε σχέση με τον προσανατολισμό των τροχιών σφαιρών ρουλεμάν που φαίνεται στο πολικό γράφημα. Για να προσδιορίσετε τη χωρητικότητα φορτίου, πολλαπλασιάστε τον συντελεστή διόρθωσης K με τη δυναμική ικανότητα φόρτωσης της συγκεκριμένης μονάδας.

Οι τετράγωνες ράγες οδηγού μπορούν να ξεπεράσουν τις στρογγυλές ράγες οδήγησης σε συγκεκριμένες περιπτώσεις που απαιτούν μεγαλύτερη ακαμψία και μεγαλύτερη συμπαγή ικανότητα σε σχέση με το μέγεθος. Γενικά, οι ράγες οδηγών προφίλ προσφέρουν μεγαλύτερη χωρητικότητα φορτίου, ακρίβεια και ακαμψία και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής.

Οι τετράγωνες ράγες οδηγών απαιτείται να έχουν εξαιρετικά παράλληλες επιφάνειες για να αποφευχθεί το δέσιμο και η υπερβολική φθορά. Τείνουν να παίρνουν το σχήμα της επιφάνειας στήριξης, καθιστώντας απαραίτητη την αυστηρή τήρηση των προδιαγραφών παραλληλισμού.

Στρογγυλές ράγες οδηγών VS τετράγωνες ράγες οδηγών με μια ματιά