Gelangsar linear tidak mempunyai satu pecutan maksimum universal. Pecutan yang dibenarkan bergantung pada apa yang dimaksudkan oleh istilah "gelangsar linear" dan cara sistem gerakan lengkap direka bentuk.
Blok panduan atau perumahan galas linear hanya membimbing beban bergerak. Ia tidak menjana pecutan dengan sendirinya. Dalam paksi linear lengkap, pecutan dihadkan oleh daya pemacu yang tersedia, jumlah jisim bergerak, beban dan momen laluan pandu, struktur pemacu, lejang, arah pemasangan, pelinciran dan kitaran tugas.
Mula-mula Kenalpasti Jenis Slider Linear
"Gelangsar linear" digunakan untuk beberapa produk yang berbeza di pasaran. Sebelum membincangkan pecutan, kenal pasti struktur sebenar.
| Jenis Slider | Komponen Utama | Apa yang Mengehadkan Pecutan? |
|---|---|---|
| Gelangsar rel profil | Rel panduan linear dan blok edaran semula | Beban blok, momen, pramuat, pelinciran, pemasangan rel dan ketegaran mesin |
| Gelangsar aci bulat | Aci linear, galas dan perumahan aluminium | Pesongan aci, beban galas, penjajaran perumahan, geseran dan jarak sokongan |
| Gelangsar rel yang disokong | Aci bulat yang disokong dan blok galas terbuka | Penarafan galas, ketegaran asas, jarak blok, pelinciran dan ketepatan pemasangan |
| Modul linear lengkap | Sistem pemandu, skru bola atau pemacu tali pinggang, gerabak, galas dan motor | Daya pacuan, tork motor, jisim bergerak, beban panduan, had laju, lejang dan profil gerakan |
Oleh itu, blok panduan kosong tidak boleh digambarkan sebagai mempunyai pecutan maksimum yang sama seperti modul linear bermotor. Perhimpunan lengkap mesti dinilai.
Pengiraan Pecutan Asas
Hubungan permulaan datang daripada daya bersih yang ada dan jumlah jisim bergerak:
Borang kejuruteraan yang lebih berguna ialah:
di mana:
- aialah pecutan linear yang tersedia;
- Fmemanduialah tujahan yang boleh digunakan daripada motor dan penghantaran;
- Fgeserantermasuk panduan, meterai, skru, galas dan rintangan pelinciran;
- Fluarantermasuk pemesinan, penekanan, kabel dan daya proses;
- Fgravititerpakai pada paksi menegak atau condong;
- mjumlahtermasuk muatan dan setiap komponen mesin yang bergerak.
Pengiraan ini hanya memberikan nilai awal. Hasilnya kemudiannya mesti diperiksa dengan had mekanikal panduan dan sistem pemacu.
Gunakan Jumlah Jisim Bergerak, Bukan Muatan Sendiri
Jisim dipercepatkan tidak terhad kepada bahan kerja pelanggan. Bergantung pada reka bentuk, jumlah jisim bergerak mungkin termasuk:
- Muatan;
- Plat pengangkutan;
- Blok panduan atau perumah galas;
- Nat bola atau pengapit tali pinggang;
- Lekapan, penderia dan kurungan kabel;
- Menggerakkan motor atau kotak gear dalam beberapa struktur;
- Sebahagian daripada rantai kabel dan hos yang disambungkan;
- Alat, penggenggam atau kepala proses.
Menggunakan hanya jisim bahan kerja boleh melebihkan pecutan yang ada dengan ketara, terutamanya pada paksi padat di mana pengangkutan dan perkakas beratnya lebih daripada muatan.
Kuasa Motor Sahaja Tidak Mentakrifkan Pecutan
Kuasa motor tidak mencukupi untuk menentukan pecutan maksimum. Pengiraan memerlukan daya atau tork yang boleh digunakan pada kelajuan operasi sebenar.
Untuk sistem pacuan motor, sahkan:
- Tork motor berterusan;
- Tork puncak dan tempoh puncak yang dibenarkan;
- Tork tersedia pada RPM yang diperlukan;
- Nisbah kotak gear dan kecekapan, jika digunakan;
- Pemimpin skru bola atau diameter takal;
- Kapasiti gandingan dan galas sokongan;
- Nisbah inersia motor dan beban;
- Memandu had arus dan voltan.
Motor boleh memberikan tork yang tinggi pada kelajuan rendah tetapi tork lebih kurang selepas paksi memecut. Oleh itu, keseluruhan profil pecutan harus diperiksa terhadap lengkung kelajuan tork dan bukannya hanya kuasa undian motor.
Bagaimana Pemacu Skru Bola Mempengaruhi Pecutan
Dalam modul linear skru bola, tork motor ditukar kepada tujahan paksi melalui plumbum skru. Plumbum yang lebih kecil biasanya menghasilkan lebih banyak tujahan daripada tork motor yang sama, manakala plumbum yang lebih besar memerlukan kelajuan putaran yang kurang untuk kelajuan linear yang sama.
Pecutan dipengaruhi oleh:
- Diameter skru bola dan plumbum;
- Kecekapan skru dan nat;
- Pramuat kacang dan tork larian;
- Inersia putaran skru;
- Pramuat galas sokongan;
- Kelajuan kritikal;
- Kelajuan peredaran bola;
- Kapasiti gandingan;
- Pelinciran dan suhu operasi.
Skru plumbum kecil mungkin memberikan tujahan yang mencukupi tetapi memerlukan RPM yang berlebihan untuk mencapai halaju yang diperlukan. Skru plumbum besar boleh mengurangkan RPM tetapi memerlukan lebih tork motor semasa pecutan. Diameter, plumbum, kelajuan dan beban mesti dipilih bersama-sama.
Bagaimana Pemacu Tali Pinggang Mempengaruhi Pecutan
Modul linear dipacu tali pinggang boleh sesuai untuk pergerakan pantas kerana ia mengelakkan berputar aci skru panjang. Walau bagaimanapun, pecutan maksimum masih dihadkan oleh:
- Kekuatan tegangan tali pinggang;
- Beban gigi yang dibenarkan;
- Diameter takal dan penglibatan gigi;
- Pretensi tali pinggang;
- Tork motor pada kelajuan;
- Takal dan inersia aci motor;
- Ketegaran pengangkutan dan rangka;
- Keperluan penempatan dan penyelesaian.
Ketegangan tali pinggang yang semakin meningkat tidak memberikan pecutan tanpa had. Ketegangan yang berlebihan boleh meningkatkan beban galas, geseran dan pesongan aci.
Panduan Mesti Membawa Beban Dinamik dan Detik
Pecutan menghasilkan daya inersia pada pusat graviti beban. Jika pusat itu berada di atas, di sebelah atau di hadapan blok panduan, daya inersia juga menghasilkan momen.
Oleh itu, sistem panduan mesti diperiksa untuk:
- Beban menegak;
- Beban sisi;
- Momen pitching;
- Detik menguap;
- Detik bergolek;
- Gabungan beban dinamik setara;
- Pengagihan beban antara berbilang blok.
Dua gerabak dengan jumlah jisim yang sama boleh memerlukan susunan panduan yang berbeza jika satu gerabak mempunyai jarak yang lebih besar antara pusat beban dan rel.
Kesilapan kejuruteraan biasa ialah memeriksa berat statik sahaja. Semasa pecutan pantas atau berhenti kecemasan, daya inersia dan momen yang terhasil mungkin menjadi kes beban yang lebih mencabar.
Peluncur Aci Bulat yang Disokong
Rel bulat yang disokong mengurangkan pesongan aci dengan terus menyokong aci di sepanjang tapak aluminium. Ia biasanya digunakan dengan blok galas linear terbuka dalam peralatan automasi dan pengendalian.
Blok rel bulat yang disokong membimbing beban tetapi tidak menjana pecutan; pemanduan dan pengangkutan yang lengkap mesti dikira.
Pecutan yang dibenarkan bagi struktur ini bergantung pada penarafan blok galas, bilangan dan jarak blok, ketegaran asas sokongan, ketepatan permukaan pelekap dan daya pemacu.
Menggunakan dua blok jarak yang luas secara amnya memberikan rintangan momen yang lebih baik daripada menumpukan beban yang sama pada satu blok pendek. Walau bagaimanapun, blok tambahan meningkatkan sensitiviti penjajaran dan tidak mengimbangi permukaan pelekap yang tidak rata.
Peluncur Aci Bulat yang tidak disokong
Aci bulat dengan perumah galas linear tertutup boleh memberikan pergerakan linear yang mudah dan lancar, tetapi pesongan aci mesti diperiksa apabila rentang atau beban meningkat.
Blok galas linear dan aci membentuk struktur panduan; pecutan masih bergantung pada pemacu luaran, beban dan jarak sokongan.
Semasa pecutan, lenturan aci boleh menukar sesentuh galas dan kedudukan pengangkutan. Hasilnya bergantung kepada:
- Diameter aci;
- Jarak antara sokongan;
- Kedudukan beban;
- Bilangan aci selari;
- Jarak galas;
- Arah pecutan;
- Ketegaran asas mesin.
Muatan ringan tidak secara automatik menjadikan pecutan tinggi boleh diterima jika aci panjang dan langsing.
Slider Panduan Linear Profil
Panduan linear profil umumnya memberikan ketegaran yang lebih besar dan kapasiti beban momen dalam sampul pemasangan padat. Ini boleh menjadikannya lebih sesuai untuk sistem kedudukan pantas, tetapi blok dan rel yang dipilih masih memerlukan pemeriksaan beban dan hayat dinamik.
Faktor pemilihan penting termasuk:
- Saiz rel dan jenis blok;
- Elemen penggelek bola atau penggelek;
- Blok standard atau panjang;
- Bilangan dan jarak blok;
- Tahap pramuat;
- Gred ketepatan;
- Arah beban dan momen yang digunakan;
- Selang pelinciran;
- Ketepatan pemasangan rel.
Panduan penggelek mungkin memberikan ketegaran dan kapasiti beban yang lebih tinggi, tetapi itu tidak menjadikannya pilihan terbaik untuk paksi kitaran tinggi yang ringan. Jisim blok, rintangan meterai, pramuat dan masa penyelesaian yang diperlukan juga perlu dipertimbangkan.
Kapak Menegak Memerlukan Pemeriksaan Graviti
Pada paksi menegak, pemacu mesti mengatasi graviti sebelum sebarang pecutan menaik dihasilkan.
Untuk gerakan ke atas, daya pecutan yang ada dikurangkan dengan berat pemasangan bergerak. Semasa pecutan ke bawah atau berhenti kecemasan, graviti mengubah arah beban dan keperluan brek.
Sistem menegak harus menyemak:
- Daya motor atau tork yang diperlukan untuk menahan beban;
- Daya pecutan ke atas;
- Daya nyahpecutan ke bawah;
- Kapasiti pegangan brek;
- Risiko memandu belakang;
- Tingkah laku henti kecemasan;
- Lengkokan skru bola di mana aci dimampatkan;
- Bantuan pengimbang atau gas-spring jika digunakan.
Nilai pecutan yang diluluskan untuk paksi mendatar tidak boleh disalin terus ke mekanisme yang sama dipasang secara menegak.
Panjang Lejang Mengubah Pecutan Yang Tersedia
Serangan pendek mungkin tidak memberikan jarak yang cukup untuk mencapai kelajuan yang diperintahkan sebelum nyahpecutan mesti bermula.
Untuk pecutan berterusan dari pegun, jarak anggaran yang diperlukan untuk mencapai halaju sasaran ialah:
Prinsip yang sama digunakan untuk bahagian nyahpecutan. Strok yang boleh digunakan mesti termasuk:
- Jarak pecutan;
- Jarak kelajuan tetap, jika ada;
- Jarak nyahpecutan;
- Menetapkan jarak atau masa;
- Kelegaan keselamatan mekanikal;
- Penderia dan margin hentian akhir.
Tetapan pecutan yang sangat tinggi mungkin memberikan sedikit manfaat masa kitaran jika paksi dihadkan oleh getaran, masa mengendap atau perjalanan singkat.
Pecutan Puncak dan Operasi Berterusan Adalah Berbeza
Sistem mungkin bertolak ansur dengan pecutan tinggi untuk sebilangan kecil pergerakan kecemasan atau terputus-putus tetapi tidak semasa kayuhan berulang berterusan.
Kitaran tugas mempengaruhi:
- Suhu motor;
- Memandu beban semasa dan regeneratif;
- Skru bola dan haba galas;
- Panduan permintaan pelinciran;
- Suhu tali pinggang dan keletihan;
- Risiko longgar pengikat;
- Getaran struktur;
- Hayat perkhidmatan komponen.
Apabila menentukan pecutan maksimum, nyatakan sama ada ia adalah nilai puncak pendek atau nilai pengeluaran berulang secara berterusan.
Jerk Juga Menjejaskan Tekanan Mekanikal
Pecutan menerangkan betapa cepatnya perubahan halaju. Jerk menerangkan betapa cepatnya pecutan itu sendiri berubah.
Paksi yang diarahkan daripada sifar terus kepada pecutan maksimum menggunakan perubahan beban yang lebih tajam daripada profil lengkung S yang meningkatkan pecutan secara progresif.
Mengehadkan jerk boleh membantu mengurangkan:
- getaran bingkai;
- Pergerakan muatan;
- Kesan gigi tali pinggang;
- Kejutan gandingan;
- Puncak detik panduan;
- Masa penyelesaian selepas kedudukan;
- Bunyi bising semasa pembalikan berulang.
Untuk peralatan pilih-dan-tempat atau pemeriksaan ketepatan, pecutan teori terpantas mungkin tidak menghasilkan kitaran praktikal terpendek jika gerabak memerlukan tempoh penyelesaian yang lama selepas itu.
Nyahpecutan Kecemasan Mungkin Kes Kritikal
Perintah pecutan biasa tidak selalunya merupakan beban mekanikal tertinggi. Berhenti kecemasan boleh menghasilkan daya nyahpecutan yang lebih besar, terutamanya apabila:
- Paksi bergerak pada kelajuan maksimum;
- Jarak berhenti adalah pendek;
- Brek mekanikal digunakan secara tiba-tiba;
- Pusat muatan jauh dari panduan;
- Mesin menggunakan hentian hujung keras;
- Pengawal kehilangan pemprofilan gerakan biasa.
Blok pemandu, skru bebola, tali pinggang, gandingan, pengikat dan plat gerabak harus diperiksa terhadap kes berhenti yang paling boleh dipercayai-bukan sahaja pecutan pengeluaran biasa.
Contoh Pengiraan Praktikal
Andaikan paksi linear mendatar mempunyai:
- Jumlah jisim bergerak: 25 kg;
- Daya pemacu yang boleh digunakan pada kelajuan yang diperlukan: 500 N;
- Anggaran panduan dan rintangan penghantaran: 50 N;
- Daya proses luaran semasa pecutan: 75 N.
Anggaran daya pecutan bersih ialah:
Pecutan teori awal ialah:
Ini belum lagi merupakan tetapan mesin yang diluluskan. Jurutera masih mesti menyemak:
- Sama ada 500 N tersedia sepanjang julat kelajuan pecutan;
- Beban dan momen bersamaan blok panduan;
- Skru bola, tali pinggang atau had penghantaran;
- Tempoh tork puncak motor;
- Nyahpecutan kecemasan;
- Pesongan dan getaran bingkai;
- Hayat perkhidmatan yang diperlukan;
- Margin keselamatan kejuruteraan yang sesuai.
Oleh itu, pecutan operasi mungkin perlu ditetapkan di bawah hasil teori mudah.
Mengapa Tiada Jadual Pecutan Sejagat
Nilai pecutan tidak boleh dipilih dengan pasti daripada nama peluncur sahaja. Dua sistem yang menggunakan blok panduan yang sama mungkin mempunyai had yang sama sekali berbeza kerana muatan, jarak blok, pemacu, lejang dan struktur mesin adalah berbeza.
| Perubahan dalam Sistem | Kemungkinan Kesan | Perkara yang Perlu Disemak Semula |
|---|---|---|
| Jisim bergerak yang lebih tinggi | Pecutan yang lebih rendah untuk daya yang sama | Daya motor, beban panduan, brek dan hayat |
| Mengimbangi beban yang lebih besar | Momen panduan yang lebih tinggi semasa pecutan | Jarak blok, kuantiti rel dan ketegaran pengangkutan |
| Strok yang lebih lama | Boleh menjejaskan kelajuan skru, pesongan aci dan beban kabel | Kelajuan kritikal, tingkah laku tali pinggang, sokongan dan rantai kabel |
| Pramuat yang lebih tinggi | Ketegaran yang lebih besar tetapi rintangan dan haba yang lebih tinggi | Daya motor, pelinciran dan kenaikan suhu |
| Pemasangan menegak | Graviti mengubah daya yang ada dan beban brek | Menahan brek, daya ke atas dan berhenti ke bawah |
Proses Pemilihan dan Pengesahan yang Disyorkan
- Kenal pasti struktur gelangsar.Sahkan sama ada ia adalah panduan profil, unit aci bulat, rel yang disokong atau modul lengkap.
- Kira jumlah jisim bergerak.Sertakan pengangkutan, perkakas, muatan dan aksesori bergerak.
- Tentukan profil gerakan.Nyatakan kelajuan, pecutan, nyahpecutan, jerk, lejang dan masa kitaran.
- Kira daya bersih yang diperlukan.Termasuk geseran, graviti dan beban proses luaran.
- Periksa motor dan transmisi.Gunakan tork atau daya sebenar yang tersedia pada julat kelajuan.
- Semak beban panduan dan detik.Sertakan beban inersia pada pusat graviti sebenar.
- Semak had pemacu.Semak kelajuan kritikal skru, kelajuan nat, beban tali pinggang, gandingan dan galas.
- Semak berhenti kecemasan.Gunakan nyahpecutan yang dijangkakan paling teruk dan jarak berhenti terpendek yang dibenarkan.
- Periksa kitaran tugas dan haba.Keupayaan puncak dan keupayaan pengeluaran berterusan adalah berbeza.
- Ujian secara berperingkat.Mulakan pada pecutan yang lebih rendah dan pantau getaran, arus motor, suhu dan masa mendap.
Kesilapan Pemilihan Pecutan Biasa
- Meminta pecutan daripada model blok panduan sahaja:Struktur paksi lengkap diperlukan.
- Menggunakan jisim muatan sahaja:Pengangkutan dan perkakas juga dipercepatkan.
- Menggunakan kuasa motor dan bukannya tujahan yang tersedia:Tork berubah dengan kelajuan motor.
- Mengabaikan offset pusat beban:Pecutan boleh mencipta momen yang tinggi walaupun dengan muatan yang ringan.
- Memeriksa pecutan biasa tetapi bukan berhenti kecemasan:Perhentian boleh menghasilkan beban tertinggi.
- Dengan mengandaikan lebih banyak pramuat sentiasa membantu:Ia juga meningkatkan rintangan dan haba.
- Mengabaikan had strok pendek:Paksi mungkin tidak mempunyai jarak yang mencukupi untuk mencapai kelajuan sasaran.
- Menggunakan pelincir untuk membetulkan pengikatan:Ralat penjajaran mesti dibetulkan secara mekanikal.
- Menerbitkan satu nilai maksimum tanpa syarat:Pecutan mesti dikaitkan dengan beban, lejang, pemanduan dan kitaran tugas.
Apakah Maklumat Yang Perlu Dihantar kepada DLY?
Untuk menilai peluncur linear atau modul untuk pecutan, sediakan:
- Jenis peluncur: rel profil, aci bulat, rel yang disokong atau modul lengkap;
- Rel, aci, blok atau nombor model sedia ada;
- Jumlah jisim bergerak dan jisim muatan;
- Kedudukan pusat beban berbanding dengan panduan;
- Pemasangan mendatar, menegak atau condong;
- Strok yang diperlukan;
- Kelajuan linear maksimum;
- Pecutan dan nyahpecutan yang diperlukan;
- Masa kitaran dan kekerapan operasi;
- Pemesinan luaran, tekanan atau daya kabel;
- Plumbum skru bola, jenis tali pinggang atau struktur pemacu lain;
- Maklumat motor dan kotak gear;
- Ketepatan kedudukan yang diperlukan dan masa penyelesaian;
- Lukisan mesin dan ruang pemasangan yang tersedia.
Untuk mengenal pasti struktur produk yang betul, semak DLYhalaman pemilihan gelangsar linear.
Untuk sistem rel profil ketegaran lebih tinggi, lihat DLYjulat laluan pandu linear. Untuk paksi terdorong yang lengkap, semak paksi yang tersediastruktur modul linear.
Jawapan Akhir
Gelangsar linear tidak mempunyai pecutan maksimum universal. Blok panduan kosong atau perumahan galas linear hanya membimbing beban; pecutan yang dibenarkan bergantung pada pemacu, pengangkutan, muatan dan struktur pelekap yang lengkap.
Pecutan awal boleh dianggarkan daripada daya bersih dibahagikan dengan jumlah jisim bergerak, tetapi hasilnya juga mesti memenuhi beban panduan dan had momen, kapasiti sistem pemacu, nyahpecutan kecemasan, ketegaran, pelinciran, suhu dan keperluan hayat perkhidmatan.
Untuk pengesahan teknikal DLY, hantar struktur peluncur, jumlah jisim bergerak, kedudukan pusat beban, lejang, kelajuan, pecutan, kitaran tugas, jenis pemacu dan lukisan mesin. Tanpa syarat ini, satu nilai pecutan akan menjadi tidak lengkap dan berkemungkinan mengelirukan.
