Основные типовые механические компоненты систем линейных перемещений.

Несмотря на многообразие существующих систем линейных перемещений можно выделить типовые конструктивные элементы таких модулей.

Условно их можно разделить на механизмы управления движением и системы линейных направляющих.

Системы линейных направляющих.

Линейные направляющие - это опорные элементы для поступательного перемещения. Как и в подшипниках вращения, различают линейные направляющие качения и скольжения.

Различны также и требования, предъявляемые к ним. Так, в системах транспортировки и подачи востребованы скорость и точность, в то время как в измерительном и металлорежущем оборудовании больше нужны точность и жёсткость.

Каждый тип линейных направляющих обладает характерными свойствами, которые делают его особенно подходящим для определённой конструкции и условий работы. Однако, определить общие правила выбора типа направляющих можно лишь условно, поскольку почти всегда нужно учитывать несколько факторов и находить баланс между ними. Так, обычно помимо нагрузки, ускорения, скорости и хода, принимают во внимание влияние температуры, смазывания, вибраций, монтажа, обслуживания и т.д.

Линейные направляющие качения

Линейные направляющие качения разделяются на следующие типы:

• профильные направляющие;

• линейные опоры качения;

• круглые направляющие;

• направляющие на ходовых роликах;

• направляющие с плоским сепаратором;

• и устройства для линейного перемещения с приводом.

Цилиндрические линейные направляющие – самые “древние” и простые из существующих. В настоящее время помимо классических подшипников с втулками скольжения (бронзовые, позже фторопластные, тефлоновые и т.п. втулки) применяют втулки с подшипниками качения.

Основные преимущества:

• Доступная цена;

• Минимальные требования к аспектам базовых поверхностей, куда будут устанавливаться направляющие;

• Монтаж, не требующий специальных знаний и больших усилий;

• Доступное техническое обслуживание.

Тем не менее, стоит подчеркнуть, что люфты линейных подшипников больше, чем рельсовых, то есть их нагрузочные характеристики будут меньшими. Другими словами, для эффективной защиты каретки целесообразно задействовать минимум две цилиндрические направляющие, в то время, как особенности рельсовых конструкций дают возможность пользователю использовать только один элемент. Монтаж цилиндрических направляющих осуществляется как на концевые опоры, так и путем укладывания их на опорную шину.

Линейные подшипники оснащены базовым элементом, который отвечает за надежное крепление каретки и обеспечивает ее перемещение.

Рельсовые линейные направляющие – в настоящее время являются наиболее универсальными и часто используемыми, состоят из комплекта рельс-каретка.

Производители: Европа, Япония, Азия (Тайвань, Корея, Китай).

На направляющие (стальной рельс со специально подготовленной – закаленной и отшлифованной поверхностью) устанавливается каретка (несущая платформа). Перемещение каретки по рельсу обеспечивается двумя - четырьмя независимыми друг от друга цепочками шариков или роликов блока качения.

Шарики (ролики) каждой цепочки прокатываются по рельсу внутри закольцованной канавки, толкая друг друга. Такая схема движения обеспечивает низкий коэффициент трения, уменьшению которого также способствует принудительная подача смазки через ниппель, расположенный на внешней стороне каретки. Для предотвращения попадания посторонних частиц в блок качения на каретку устанавливаются скребки и резиновые уплотнители. Каретки для систем общепромышленного назначения выпускаются с тремя типами преднатяга.

Винтовые передачи.

Винтовая передача — механическая передача, преобразующая вращательное движение в поступательное, или наоборот. В общем случае она состоит из винта и гайки.

Винтовые передачи делятся на:

1. Передачи скольжения (обычная гайка + винт);

2. Передачи качения:

• Шарико-винтовые передачи качения(ШВП).

• Ролико-винтовые передачи качения.