Un sistema d'eix lineal proporciona un recorregut controlat per al moviment en línia recta-en equips d'automatització, maquinària d'envasat, dispositius d'inspecció, sistemes de manipulació de materials- i màquines industrials lleugeres. El seu propòsit és sovint mal entès perquè els termeseix lineal, eix linealiactuador linealde vegades s'utilitzen indistintament.
Un eix lineal és principalment aguia i carrega-component de suport. Normalment no converteix la rotació del motor en moviment lineal per si mateix. En canvi, l'eix funciona amb coixinets lineals, lliscants, suports i un mecanisme d'accionament independent per crear un eix de moviment lineal complet.
Eix lineal, eix lineal i actuador lineal
La comprensió d'aquests tres termes ajuda a prevenir errors d'especificació quan es dissenya o s'obté un sistema de moviment.
| Terme | El que descriu | Funció primària |
|---|---|---|
| Eix lineal | Un eix rodó de precisió utilitzat amb coixinets o coixinets lineals | Proporciona la superfície de guia i suporta la càrrega radial |
| Eix lineal | El conjunt mecànic complet que produeix un moviment controlat en una direcció | Combina guia, suport, conducció i muntatge |
| Actuador lineal | Una unitat alimentada que crea un desplaçament lineal | Genera moviment mitjançant un cargol, cinturó, cilindre o un altre mecanisme |
Un eix de la màquina pot contenir dos eixos paral·lels, quatre coixinets lineals, una plataforma mòbil i un cargol de boles. En aquesta disposició, els eixos guien la plataforma, els coixinets permeten un moviment de baixa-fricció i el cargol de boles posiciona la plataforma. Fer referència només a l'eix com el sistema de transmissió complet passa per alt aquestes diferents responsabilitats mecàniques.
Components d'un sistema d'eix lineal
Un pràctic sistema d'eix lineal està construït a partir de diversos components que transfereixen la càrrega de la plataforma mòbil al bastidor de la màquina alhora que permeten el moviment en la direcció requerida.
| Component | Rol en el sistema | Què Influeix |
|---|---|---|
| Eix lineal | Proporciona una superfície de funcionament recta i endurida per al coixinet | Precisió de guia, resistència al desgast, rigidesa i suavitat |
| Coixinet lineal | Es mou al llarg de l'eix i transfereix la càrrega del carro a la superfície de l'eix | Resistència al funcionament, càrrega admissible, espai lliure i qualitat de moviment |
| Suport de l'eix | Localitza l'eix i transfereix la força a l'estructura de muntatge | Alineació, deflexió de l'eix i estabilitat del muntatge |
| Carruatge en moviment | Connecta els coixinets i transporta l'eina, el accessori o la peça | Distribució de la càrrega i resistència als moments de cabeceig, gir i guiada |
| Mecanisme d'accionament | Aplica força per moure i posicionar el carro | Control de velocitat, acceleració, empenta, repetibilitat i posicionament |
| Base de la màquina | Proporciona la superfície de referència per al conjunt complet | Paral·lelisme, rigidesa estructural i alineació{0}}a llarg termini |
Com el moviment i la càrrega passen pel sistema
El mecanisme d'accionament aplica força al carro en moviment. A mesura que el carro es desplaça, els coixinets lineals roden o llisquen al llarg de la superfície de l'eix. Els eixos restringeixen el moviment no desitjat en altres direccions i mantenen el carro en el camí previst.
La càrrega transportada passa des de la plataforma a les carcasses dels coixinets, a través dels elements del coixinet i cap a l'eix. Aleshores, l'eix transfereix aquesta càrrega a través dels seus suports a la base de la màquina. Aquesta trajectòria de càrrega explica per què el diàmetre de l'eix, l'espai de suport, la disposició dels coixinets i la rigidesa de la base afecten el comportament del sistema.
Un motor amb potència suficient no pot compensar una estructura de guia feble. Si un eix sense suport es doblega, o si dos eixos no són paral·lels, el carro pot enganxar-se, vibrar o canviar de posició sota càrrega, fins i tot quan la unitat d'accionament funcioni correctament.
Disposicions d'eix lineal comuns
Eixos rodons sense suport
Un eix sense suport es subjecta normalment als seus extrems o es munta amb blocs de suport d'eix separats. Aquesta disposició és senzilla i econòmica, la qual cosa la fa útil per a traves més curtes, càrregues moderades i equips on és important un muntatge fàcil.
La seva principal limitació estructural és la desviació entre els suports. Augmentar la distància entre suports o aplicar una càrrega més pesada augmenta la flexió, que pot afectar l'estabilitat del carro. Per tant, l'eix s'ha de tractar com un element estructural en lloc de seleccionar-se només segons el forat del coixinet.
Carrils d'eix totalment suportats
En un sistema d'eix suportat SBR o TBR, l'eix rodó està connectat a una base de suport al llarg de la seva longitud. El suport continu redueix la deflexió de l'eix i crea una estructura de muntatge més rígida per a viatges més llargs o càrregues operatives més altes.
Com que el suport ocupa part de la circumferència de l'eix, aquests sistemes utilitzen coixinets de tipus obert-o unitats lliscants coincidents. Per tant, l'eix, la base i el control lliscant s'han de considerar com un conjunt compatible i no com a peces no relacionades.
Sistemes de guia{0}}de dos eixos
Sovint s'utilitzen dos eixos paral·lels per suportar una placa mòbil. L'espai entre els eixos millora la resistència als moments de bolcada, mentre que l'ús de dos o més coixinets a cada costat pot distribuir la càrrega en una àrea més gran.
El benefici depèn de la geometria del conjunt. Si l'espai entre l'eix és massa estret, el carro té menys resistència a la càrrega del moment. Si els eixos s'instal·len fora de paral·lel, es pot produir una resistència addicional del coixinet durant tota la carrera.
L'orientació i la conducció s'han d'avaluar per separat
Es poden combinar diferents mecanismes d'accionament amb la mateixa estructura bàsica de guia de l'eix. La combinació adequada depèn del que ha d'aconseguir la màquina.
| Tipus de conducció | Què ofereix la unitat | Què encara ofereix el sistema d'eixos |
|---|---|---|
| Cargol de bola | Empenta controlada i posicionament precís | Guiatge del carro i resistència a càrregues radials i moment |
| Corretja de distribució | Viatge ràpid en un traç relativament llarg | Un camí estable per al carro-conduït per corretja |
| Cilindre pneumàtic | Extensió i retracció simples | Guia externa quan la barra del cilindre no ha de portar càrrega lateral |
| Mecanisme manual | Desplaçament-controlat per l'operador | Guia de línia recta-repetible per ajustar-lo o posicionar-lo |
Separar la guia de la unitat també fa que la resolució de problemes sigui més clara. L'error de posicionament pot originar-se en el motor, l'acoblament o el cargol, mentre que la vibració o l'enganxament poden originar-se en els suports de l'eix, els coixinets o la geometria de muntatge. Tractar tot el conjunt com un "component d'eix lineal" indistinguible fa que sigui més difícil identificar la causa real.
On s'utilitzen sistemes d'eix lineal
Els sistemes d'eix lineal són especialment útils quan una màquina necessita una estructura de guia senzilla, útil i conscient dels costos-.
- Equips d'embalatge:capçals de segellat de guia, topes de producte, polsadors i seccions de màquina regulables.
- Sistemes d'inspecció:suport de càmeres, sensors i accessoris de mesura que es mouen entre posicions repetibles.
- Manipulació de materials:plaques de transferència guiades, carros de recollida-i-de col·locar i mecanismes de transport de llum.
- Equips per a la fusta i tall:suport de tanques regulables, mecanismes d'alimentació i unitats mòbils auxiliars.
- Maquinària de muntatge:guiatge d'accessoris de premsat, capçals dispensadors i dispositius{0}}de càrrega de components.
L'eix lineal no determina per si sol la precisió completa de la màquina. El rendiment final depèn de l'ajust de l'eix i del coixinet, l'estructura de suport, el mecanisme d'accionament, la referència de muntatge i la forma en què s'aplica la càrrega externa.
Què determina l'estabilitat del sistema?
Diverses relacions mecàniques tenen un efecte més gran que simplement augmentar la duresa de l'eix o la potència del motor.
- Envergadura i suport de l'eix:un vano més llarg sense suport és més sensible a la flexió.
- Disposició dels coixinets:el nombre i l'espaiat dels coixinets afecten la manera com el carro resisteix les càrregues de moment.
- Paral·lelisme:Els eixos bessons han de seguir la mateixa direcció de moviment sense forçar els coixinets de costat.
- Compatibilitat de superfície:la superfície de l'eix ha de ser adequada per al coixinet o casquillo lineal seleccionat.
- Posició de càrrega:una càrrega compensada crea un moment fins i tot quan el seu pes total sembla moderat.
- Rigidesa de la base:un conjunt d'eix precís no pot romandre alineat en una estructura de muntatge flexible o desigual.
Aquestes relacions expliquen per què dues màquines que utilitzen el mateix diàmetre d'eix es poden comportar de manera diferent. L'eix és un element d'una estructura de càrrega-i el seu rendiment depèn de com estigui disposada l'estructura completa.
Conclusió
Normalment, un eix lineal no és el component que converteix el moviment rotatiu en moviment lineal. La seva tasca principal és proporcionar una superfície de guia recta i -resistent al desgast per als coixinets lineals, transferir les càrregues del carro a l'estructura de suport i restringir els moviments no desitjats.
Un eix lineal industrial complet combina el sistema de guia de l'eix amb coixinets, suports, una plataforma mòbil, un mecanisme d'accionament i una base de muntatge rígida. Comprendre el paper de cada component facilita el disseny del sistema, la descripció dels requisits tècnics i la identificació de l'origen dels problemes de moviment.
Explora DLYsistemes d'eix lineal, coincidintcoixinets linealsisolucions d'accionament de cargols de bolesper a equips de moviment industrial.
