Конструктивные особенности и характеристики кареток

Каретки систем линейного перемещения, они же – блоки рельсовых направляющих, являются важнейшими элементами многих станков и 3D-принтеров. При выборе линейной каретки необходимо учитывать как конструктивную серию, так и специальные технические характеристики (грузоподъемность, точность перемещения, скорость движения). Расчеты применимы для направляющих шарикового типа и кареток аналогичной формы, однако отдельные типы кареток имеют свои специфические технические характеристики.

Наиболее востребованными сегодня считаются каретки для рельсовых направляющих двух серий:

1. EGH – прямоугольной формы.
2. EGW – фланцевые.

Фланцевые модели имеют более низкий профиль и увеличенную поверхность под монтаж. Как правило, каретки EGW применяют для более высоких моментов и усилий. Они рекомендуются для работы с большими грузами.

Области применения для данных кареток: автоматика, станки с программным управлением, шлифовальные станки, высокопроизводительные машины для резки, транспортная техника, измерительные приборы, машины и приборы с высокими требованиями по точности позиционирования, токарные станки с ЧПУ, прецизионное фрезеровочное оборудование.

В целом каретки классифицируются по размерам на следующие модификации: стандартного размера, низкие либо высокие конструкции, широкие модели с фланцами и удлиненные модели.

Конструкция каретки линейного перемещения состоит из корпуса, который имеет продольные контактные поверхности, предназначенные для установки рельсовых дорожек, и отверстия для каналов возвратных путей. Кроме того, имеются торцевые крышки, обеспечивающие транспортировку тел качения между рабочими рельсами и возвратными каналами. В конструкции предусмотрена сборка узлов, обеспечивающая движение тел качения и сохраняющая внутреннее пространство.

Нагрузочные характеристики

При обсуждении грузоподъемности каретки важно учитывать ее способность выдерживать вес. В принципе, какой вес может выдержать каретка? Определение этого параметра во многом зависит от конструкции самой каретки, включая высоту профиля в миллиметрах. А также от того, какие материалы были использованы при ее изготовлении. Многие каретки имеют алюминиевую раму и нейлоновые износостойкие накладки, которые обеспечивают прочность, не создавая лишней нагрузки и не увеличивая стоимость.

Прецизионные шарикоподшипники, обычно входящие в состав каретки, также обеспечивают высокую грузоподъемность в сочетании с прочными конструкционными материалами и хорошей конструкцией.

Все модели блоков рельсовых направляющих имеют отличительные характеристики, которые выражаются в кН. Серии профильных рельсовых направляющих HG, EG – это супер-грузоподъемные модели. Они могут комплектоваться разным типом кареток:

• низкая узкая HGL;
• высокая узкая прямоугольной формы HGH;
• низкая широкая (крепление возможно как снизу, так и сверху) фланцевая каретка HGW.

Конфигурации кареток могут быть в стандартном, и усиленном исполнении (с увеличенной длиной).

Серия EG имеет низкопрофильные каретки, меньшие по высоте и длине. Применяется для ремонта и проектирования малогабаритных узлов.

Класс точности

Что касается точности (или повторяемости) перемещений, то здесь речь идет о том, насколько точно система может перемещаться от точки к точке при многократных перемещениях по определенной траектории.

Точность особенно важна для приложений 3D-печати, где объекты должны каждый раз печататься с точными размерами, иначе они не будут правильно вписываться в предполагаемую сборку или пространство. И в этом случае данная характеристика в значительной степени зависит от качества деталей, используемых в конструкции, а также от правильного проектирования, например, использования качественных уплотнений для предотвращения попадания грязи в скользящие компоненты . Это минимизирует трение и уменьшает износ, что приводит к повышению точности со временем по сравнению с системами, не имеющими таких особенностей в своей конструкции.

Преднатяг

Для рельсовых систем с шарикоподшипниковыми каретками существуют различные классы натяга.

Класс предварительного натяжения является определяющим фактором для величины упругой деформации, возникающей при приложении силы к линейному блоку. Чем выше предварительная нагрузка, тем меньше деформация при заданном давлении. По сути, вводя заранее заданную постоянную нагрузку, можно увеличить жесткость системы.

Если вы хотите оптимизировать работу направляющих кареток, то рекомендуется выбирать предварительный натяг не более ⅓ нагрузки на подшипник. Хотя увеличение предварительного натяга может привести к повышению жесткости каретки, делать это следует с осторожностью, так как это может негативно сказаться на сроке службы.

Скорость работы

Скорость перемещения характеризует, насколько быстро каретка может двигаться по намеченной траектории, достигая нужных точек в пределах диапазона перемещения без снижения плавности и точности.

Факторы, влияющие на скорость перемещения, включают в себя тип привода (например, прямой или ременной) и мощность двигателя — как правило, более высокая мощность обеспечивает большую скорость перемещения. Значения выбираются под работу конкретного станка, а точные характеристики можно найти в параметрах оборудования. Обычно наибольшая скорость при движении составляет от 3 до 10 м/с.

При этом следует учитывать ускорение в работе блока рельсовой направлющей. Для систем с предварительным натягом параметр находится в диапазоне 250–500 м/с2, а при работе без натяга — не более 50 м/с2.

Следует обратить внимание и на термическую стойкость каретки. Важно помнить, что максимальная температура в 100°C, чаще всего показатель ограничен именно этим значением, действует только в течение короткого времени при работе каретки. Для обеспечения непрерывной работы лучше всего не превышать 80°C.

При выборе кареток также необходимо обращать внимание на коэффициент трения. Как правило, коэффициент трения в блоке хорошей линейной системы находится в диапазоне от 0,002 до 0,003 без учета уплотнений. Используя современные технологии и конструкцию, можно снизить это значение до минимума.

Правильно подобранные компоненты в системах линейных перемещений обеспечат более мягкий и плавный ход устройств, а также увеличат срок службы оборудования. В каталоге UnitMC представлены комплектующие с безупречным качеством, соответствующие мировым нормам и требованиям. Обращайтесь к менеджерам, чтобы получить больше информации об изделиях и отправляйте заявки на sale@unitmc.ru .

ЛИНЕЙНЫЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ