リニアモーションシステムのサイジングと選択: ベアリングガイドによる完全なガイド

リニア モーション システムは、新しいうちはレール、キャリッジ、モーター、ガイドという単純なものに見えます。しかし、わずか数か月後に機械が振動したり、音飛びしたり、磨耗し始めた場合、その原因は、最初のコンポーネントが注文される前に行われたサイジングや選択の決定に遡ることがよくあります。数十年にわたる機械設計の経験から得た結論は明らかです。負荷容量だけでリニアモーション システムのサイズを決定することはできません。すべての動作条件をカバーする構造化された方法が必要であり、それらの条件に適合するベアリングが必要です。

直線運動選択のための LOSTPED フレームワーク

LOSTPED は、負荷、方向、速度、移動、精度、環境、デューティ サイクルの 7 つの重要な要素を表す頭字語です。これは、設計者がシステム全体を検討する必要があるため、実績のあるフレームワークです。各要因は個別に見落とされがちですが、それらを総合すると、ベアリング、レール、および駆動コンポーネントが処理しなければならない応力が決まります。以下の表は、計算を開始する前に各要素を定義する必要がある内容をまとめたものです。

荷重と方向

負荷とは単に移動する質量ではありません。これには、切削力、クランプ力、加速力、および偏心モーメントが含まれます。よくある間違いは、加速によってキャリッジにかかる実効力が 2 倍または 3 倍になる可能性があることを忘れて、定常状態の重量のみを使用することです。垂直軸には重力があり、下向きのストロークでは荷重が増加し、上向きのストロークでは減算されるため、向きが重要になります。水平軸は、キャリッジ全体に異なる方法で荷重を分散します。コンパクトな角柱軸の場合、転動体が荷重の大部分を支えます。 スムーズで低摩擦の動きを実現するように設計されたリニアベアリング 直接再現性の向上と駆動トルクの低減を実現します。

卸売リニアベアリング工場、メーカー - 寧波三亜ベアリング株式会社 寧波三亜ベアリング株式会社は、中国の卸売リニア ベアリング メーカーおよびリニア ベアリング工場、 製品を見る→

速度、移動距離、精度

速度は加速時と減速時の慣性力に影響します。 50 kg のペイロードを搭載して 2 m/s で移動するキャリッジは、0.2 m/s で移動する同じユニットよりも大幅に高い駆動力を必要とします。その駆動力はベアリングまたはガイド要素を介して伝達される必要があるため、通常、高速化にはより大きなベアリングとより厳しい公差が必要になります。移動長によって、レールにかかる曲げモーメントと必要な真直度が変わります。ストロークが長いと、ケーブルの管理とサポートに関する実際的な懸念も生じます。精度は単一の数値ではありません。位置決め精度、再現性、バックラッシュが含まれます。 0.1 mm の再現性のみを必要とするシステムには、0.01 mm を必要とするシステムと同じ公差クラスは必要ありません。精度クラスを早期に定義すると、プロセスに必要なグレードよりはるかに高価なガイドのグレードにお金を払う必要がなくなります。

環境とデューティサイクル

汚れ、冷却剤、温度変化、洗浄剤がベアリング表面を攻撃します。適切なグリースを塗布した密閉型ベアリングは、ほこりの多い工場内で開放型ベアリングよりもはるかに長く使用できます。リニアガイドは以下の分野で一般的です。 コンベヤシステムベアリング 、粉塵と衝撃荷重が一定の場合。同じ理由がどの直線軸にも当てはまります。多くのガイドホイールは 6000シリーズ両接触シール深溝玉軸受 特に、シールが転動体を汚れから保護するためです。疲労寿命は蓄積された応力の関数であるため、デューティ サイクルは重要です。 3 シフトで稼働する機械には、断続的に稼働する機械よりも大きなベアリングが必要になります。環境も潤滑剤の選択に影響します。食品グレードのグリース、低温用グリース、高温用グリースは互換性がありません。

卸売シリーズ 6000 2 接触シール深溝玉軸受工場、マヌファ 寧波三亜軸受有限公司は、中国の卸売シリーズ 6000 2 接触シール深溝玉軸受メーカーおよびシリーズ 6000 2 接触シールです。 製品を見る→

サイジングの計算と寿命の見積もり

LOSTPED 要因を定義したら、定性的な選択から定量的なサイジングに移行できます。一般的なプロセスは次の手順に従います。

1. 加えられた力を、最も負荷の高いキャリッジまたはベアリング ブロックに作用するラジアル成分とアキシャル成分に分解します。
2. 衝撃と振動を考慮して、計算された荷重に適用係数 (通常は 1.2 ～ 2.0) を掛けます。
3. ベアリングメーカーの式を使用して、アキシャル荷重とラジアル荷重の実際の比率に基づいて等価動荷重を計算します。
4. 必要な値より高い動定格荷重を持つ予備レールとキャリッジ サイズを選択してください。
5. メーカーの寿命計算式を使用して L10 寿命を計算し、速度とデューティ サイクルを使用して距離寿命を動作時間に換算します。
6. 予圧や取り付けひずみなどの最大定常荷重における静的安全率を確認してください。

L10 の寿命は距離またはサイクルで表されるため、速度とデューティ サイクルを使用して時間に変換する必要があります。現場での故障の多くは、間違った式によって引き起こされるのではなく、加速度を無視した荷重値、重力を無視した向き、または完全な条件を想定したデューティ サイクルなど、間違った入力によって引き起こされます。最悪の場合の静止荷重の下で静的安全係数を常に再評価してください。また、接触率も考慮してください。2 本のレールを並べて取り付け、荷重分布のバランスが完全に取れていない場合、各レールの実効容量はカタログ値より低くなります。 1 本のレールに 2 つのブロックを使用する場合、レールのモーメント容量が制御要素となります。

取り付け公差と取り付け

カタログ番号で選択が終わるわけではありません。設置公差によって、選択したシステムが計算どおりに機能するかどうかが決まります。レールは指定された平面度を満たす加工面に取り付ける必要があります。キャリッジのボルトは正しい順序で締め付ける必要があり、2 つのレールはメーカーの許容範囲内で平行である必要があります。位置ずれによりエッジ荷重が発生し、計算上の寿命が桁違いに短くなる可能性があります。設計を最終決定する前に、取り付け面の剛性が十分であることを確認してください。推奨される固定方法を検討してください。プッシュ プレート、止めネジ、テーパー ジブはすべて、剛性と調整機能が異なります。取り付け図面の作成に数分間費やすことで、後で現場で修正する時間を節約できます。

リニアシステム用ベアリングメーカーとの連携

慎重にサイズ調整されたリニアガイドでも、その内部のベアリングが用途に適合していなければ、性能が低下します。そのため、知識豊富なベアリングのサプライヤーは、設計段階で実際的な資産となります。社内設計、自動生産、ISO/TS16949 品質システムを備えたメーカーは、標準シリーズから選択したり、非標準の穴、シール、材料を指定したりするのに役立ちます。ハウジング内にセルフロックベアリングが必要なアプリケーションの場合、 UCシリーズセットスクリューロックインサートベアリング は、取り付けの簡単さと信頼性の高いトルク伝達を組み合わせたコンポーネントの好例です。同様に、生産も行うサプライヤー 電動モーターベアリング は、速度制限、温度上昇、振動制御を理解する傾向があり、これらは直線運動でも同様の懸念事項です。 50 か国以上への輸出経験を持つ企業は、一貫した品質と文書で国際的な機械製造業者をサポートする可能性があります。

卸売UCセットスクリューロックインサートベアリングシリーズ工場、メーカー - Ni 寧波三亜ベアリング株式会社は、中国の卸売 UC セット スクリュー ロック インサート ベアリング シリーズ メーカーおよび UC セット スクリュー ロック インサートです。 製品を見る→

線形運動システムのサイズを決めて選択する最も信頼性の高い方法は、LOSTPED のような構造化されたフレームワークと、慎重な計算および誠実な製造インプットを組み合わせることです。カタログを見る前に、荷重、方向、速度、移動、精度、環境、デューティ サイクルを定義してください。これらの入力を等価荷重に変換し、必要な動的定格を計算し、静的安全係数を検証してから、実際の機械の許容差内で取り付けられるベアリングとレールを選択します。そうすれば、リニア システムは意図したとおりに機能し、リニア システム内のベアリングは長持ちします。