Миниатюрные линейные перемещения

Миниатюрные линейные перемещения

Миниатюрные профильные рельсовые направляющие.

     Существует круг задач, где требуется использовать системы линейного перемещения, но в то же время имеются серьезные ограничения на габариты и вес этих систем. Поэтому зачастую рельсовые направляющие различных стандартных серий (в том числе и низкопрофильных) слишком велики для использования в таких конструкциях. В качестве решения в этих случаях можно использовать миниатюрные профильные рельсовые направляющие.

     По внешнему виду миниатюрные профильные рельсовые направляющие (типоразмеры от 1 до 15) очень похожи на профильные рельсовые направляющие стандартных размеров (типоразмеры от 15 и больше). Однако имеются отличия во внутренней конструкции миниатюрных систем.
     На схеме показана внутренняя конструкция типовой миниатюрной профильной рельсовой направляющей. Первое, что бросается в глаза при сравнении со стандартными сериями – наличие двух, а не четырех рядов шариков. Естественно, это позволяет уменьшить высоту, как каретки, так и рельса за счет уменьшения грузоподъемности системы. Однако этим различия не ограничиваются.
     Обратимся к схеме распределения нагрузок на примере направляющих стандартной серии SGL (слева) и миниатюрной серии SEB (справа) производства NB. Как показано на рисунке, шарик у стандартной серии контактирует с дорожками качения в двух местах, а в случае миниатюрной серии – в четырех (такая конструкция носит название «готической арки»).
     Каждый раз, когда шарики начинают движение, происходит их проскальзывание равное модулю разницы между длинами окружностей образованных внутренней и наружной поверхностями шарика, контактирующего с дорожкой качения (d1 и d2). Такое проскальзывание называется дифференциальным. Когда разница между длинами окружностей слишком велика (как в случае контакта в четырех точках) шарики проскальзывают даже в случае постоянного движения, что приводит к многократному (от двух раз и более в зависимости от преднатяга) увеличению коэффициента трения.

     Иными словами, стандартные серии профильных рельсовых направляющих отличаются от миниатюрных:

а) легкостью движения: стандартным направляющим всегда свойственна плавность перемещения, тогда как миниатюрные при использовании преднатяга, наличии боковых нагрузок и неточностях в параллельной установке рельсов, будут требовать значительно больших усилий для обеспечения движения вследствие высокого коэф-та трения.
б) Даже если поверхность, на которую устанавливаются стандартные направляющие, недостаточно точно обработана, направляющие абсорбируют эти погрешности монтажа без каких-либо дополнительных потерь на трение. В случае же с миниатюрными направляющими, из-за четырехточечного контакта шарика с дорожками качения, который препятствует упругим деформациям шарика под нагрузкой, зоны нагружения не имеют возможности перемещаться в оптимальные позиции. Поэтому такие направляющие не являются самоустанавливающимися (по аналогии с двухрядными самоустанавливающимися подшипниками). Т.о. требуется очень точная обработка поверхности установки и ее высокая жесткость.

в) Максимальная жесткость системы на основе стандартных направляющих превышает жесткость системы с миниатюрными направляющими, т.к. даже небольшой преднатяг миниатюрных систем чрезвычайно увеличивает сопротивление движения каретки.

г) Из-за существенной разницы в грузоподъемности срок службы миниатюрных систем приблизительно на 50% ниже, чем стандартных при равных условиях.

При всех своих недостатках миниатюрные профильные направляющие широко используются благодаря небольшим габаритам, невысокой стоимости, а также тому, что задачи, при которых они применяются, все же не требуют высокой грузоподъемности, что делает их использование экономически оправданным.


Прочие миниатюрные направляющие.

     Другие типы миниатюрных компонентов систем линейного перемещения (например, шариковые втулки, прецизионные рельсовые направляющие, однокоординатные столы на их основе, шарико-винтовые и ролико-винтовые передачи) не имеют принципиальных отличий в конструкции от своих стандартных аналогов кроме размеров.


     Области применения миниатюрных направляющих включают: производство микросхем, жесткие диски, офисное оборудование, станки для резки проволоки, столы поверхностного монтажа электронных компонентов на печатные платы, медицинское оборудование, электронные микроскопы, плоттеры, контрольно-измерительное оборудование, устройства подачи микросхем и т.д.

     BERGAB поставляет миниатюрные компоненты систем линейных перемещений.