Линейные направляющие своими руками

Профильные линейные направляющие, своими руками сделанные или приобретенные – это роликовые или шариковые высокоточные подшипники качения, служащие в линейных перемещениях. Они обладают возможностью воспринимать силы, действующие в любых направлениях, исключая направление перемещения.

Виды линейных направляющих

Линейные направляющие бывают двух видов:

  • с циркуляцией шариков;
  • с циркуляцией роликов.

Шариковые направляющие делают двух-, четырех- и шестирядные. Они миниатюрные, пригодные для использования в ограниченном монтажном пространстве. Линейные направляющие изготавливаются с разными приводами. Среди них чаще встречаются зубчатый ремень или привод ШВП (шариковые винтовые передачи).

image

Роликовые исполняются в виде цилиндрических направляющих и направляющих с плоским сепаратором.

image

Все направляющие должны обладать главными свойствами:

  • малым трением;
  • высокой эффективностью;
  • плавным линейным перемещением;
  • способностью сохранять рабочие параметры.

Модули линейного перемещения

В последнее время в связи с развитием автоматизации большое значение приобрело применение модулей линейного перемещения, которые состоят из:

  • прочного несущего профиля;
  • точной направляющей системы;
  • долговечного приводного механизма;
  • серводвигателя с простым управлением.

В такой модульной составляющей находят свое применение направляющие как с подшипниками-шариками, так и с подшипниками-роликами. Рабочий привод осуществляется с помощью линейного двигателя, зубчатого ремня или шарикового винтового механизма.

Нашли свое применение и линейные столы, использующиеся при необходимости перемещения больших масс по осям. Благодаря габаритам, они воспринимают большие моментные нагрузки. В линейных столах используются:

  • втулки линейного перемещения;
  • направляющие с циркуляцией шариков.

Методика измерения точности

Если вы делаете линейные направляющие своими руками, вам нужно контролировать точность. Это делается довольно просто. На установленную базовую поверхность ставится рельс. В этом случае точность – выражение среднего значения показаний индикатора в центральной части измеряемой поверхности. Также точность линейных направляющих определяется измерением ширины и длины. При этом измеряется допуск на размер для каждого блока, что установлен на рельсе.

Жесткость и преднатяг

Во время работы профильные рельсовые направляющие подвергаются, ввиду приложенной нагрузки, воздействию упругой информации. Показания величины деформации зависят от типов элементов качения. Но так или иначе она становится меньшей, когда нагрузка увеличивается.

Для увеличения жесткости системы применяется преднатяг. Он уменьшает срок службы линейных направляющих, вызывая в них внутреннее напряжение, но при этом способен к поглощению деформирующих нагрузок при работе линейной направляющей в условиях сильной вибрации или ударной нагрузки. В связи с тем, что преднатяг вызывает упругую деформацию подшипников, они становятся зависимыми от негативного влияния ошибок при монтаже. Это говорит о том, что больше внимания следует обращать на точность обработки установочной поверхности.

Виды преднатяга:

  • нормальный — применяется при наличии незначительных вибраций;
  • легкий — используется при наличии легких вибраций и легком крутящем моменте;
  • средний — применяется при ударных нагрузках и сильных вибрациях, а также при опрокидывающих нагрузках.

Монтаж рельсовых направляющих

Важно знать, что линейные рельсовые направляющие подвержены действию силы и момента. Для них должны определяться значения: допустимый статический момент и грузоподъемность, которые вычисляются при помощи формул. Рассчитывая номинальный ресурс шариковых и роликовых направляющих, надо использовать разные формулы.

При постоянной длине хода и частоте перемещений ресурс работы выражается через время. Обладая компактными монтажными размерами, профильные рельсовые направляющие имеют высокую грузоподъемность. Устанавливаемые в различных видах станков или в другом оборудовании, они монтируются двумя различными способами: в виде горизонтального рельса и способом боковой установки.

Так как комплектация осуществляется из двух параллельных рельсов, то расположение первого рельса исполняется на базовой стороне, а другого – на стороне регулируемой.

При работах с большими ударными нагрузками и вибрациями установка дополнительных боковых деталей – боковой прижимной пластины, установочных затяжных винтов, конического клина – способствует их устранению.

Установка же дополнительных прижимных деталей при работе с малой нагрузкой и небольшими скоростями перемещений не обязательна.

Линейные направляющие для станков ЧПУ

Что составляет систему линейных перемещений? Это комбинирование передачи и линейных направляющих.

Линейные направляющие для ЧПУ — это линейные подшипники, направляющие втулки, валы. Сами же направляющие должны решать три основные задачи:

  • быть опорой для комплектования станка;
  • при минимальном трении, с нужной точностью по заданной траектории обеспечивать движение деталей станка;
  • принимать нагрузки, возникающие при рабочем процессе.

Линейные направляющие делятся в зависимости от способа крепления на станок. Это направляющие, осуществляющие полную поддержку — метод крепления к станине по всей длине направляющих, и частичную поддержку — метод концевого крепления.

Направляющие с полной поддержкой имеют большую грузоподъемность, в отличие от направляющих с частичной поддержкой. Иногда бывают варианты, когда по осям устанавливаются линейные направляющие — как с полной, так и с частичной фиксацией.

Представителями такой группы являются линейные цилиндрические направляющие. Они осуществляют возможность применения нескольких видов цилиндрических направляющих:

  • направляющие полированные валы – является наиболее распространенным (высокая доступность, легкость в установке);
  • шлицевые валы – высокая износостойкость и жесткость, способность принятия крутильных усилий с втулки. Используется при концевом монтаже направляющих;
  • валы на опоре – это цилиндрические рельсы. Они используются в виде непосредственного крепления на станок.

Точность монтажной поверхности

Профильные рельсовые направляющие устанавливаются при помощи крепления на обработанную базовую поверхность. Метод крепления заключается в создании буртика на посадочной поверхности у становления по нему базовой поверхности или каретки. Исключение перекосов возможно при наличии канавки в углу самого буртика.

Существует прямая взаимосвязь между точностью поверхности рельса и точностью перемещения. От этого будет зависеть и точность всего оборудования. При этом точность обработанной монтажной поверхности обязательно соответствует заданной точности перемещения. Важно помнить, что нужно обязательно учитывать плоскостность блока, исключая при этом деформацию каретки.

Базовые поверхности

Чтобы обеспечить точную и более простую установку, необходимо создать базовые поверхности, которые должны располагаться на каретке и на рельсе с одной стороны.

При этом метка должна располагаться с противоположной стороны. Если достаточная точность не обеспечивается ввиду особенностей схемы монтажа, тогда осуществляется обработка базовых поверхностей и со второй стороны.

Защита от коррозии и смазка

Чтобы защитить направляющие от воздействия коррозии, их исполняют из нержавеющей стали. Есть вариант с нанесением специального защитного покрытия. Его применение осуществляется при необходимости в высокой степени защиты от коррозии.

Готовые заводские направляющие смазываются пластичной смазкой, выполненной на основе литиевого мыла. После этого они могут использоваться по назначению. Различные условия работы потребуют нужной периодичности добавления смазки такого же типа.

Современная обработка материалов и изготовление сложных деталей предусматривает использование высокоточных станков. Высокоточное оборудование подразумевает, что и детали из которых оно выполнено тоже высокотехнологичны и точны. И для каждого вида станка свои требования для этих деталей.

Чтобы достичь требуемой точности обработки целой партии изделий, нужно обеспечить чёткое выполнение всех необходимых операций и многократное безошибочное их повторение. Такую задачу успешно выполняют станки с числовым программным управлением (ЧПУ).

Перемещение заготовки, обрабатывающего инструмента и связанных с ними элементов конструкции станка обеспечивают направляющие.

Устройство

Самое общее описание направляющей: она представляет собой узел, обеспечивающий перемещение заготовки, инструмента и связанных с ними элементов по нужной траектории с заданной точностью.

Основные части направляющей прочный вал или профильная направляющая и перемещающиеся по ним подвижные узлы, несущие на себе рабочие элементы станка.

Конструктивные решения направляющей, а также обеспечение перемещения по ней очень разнообразны и подчинены выполнению конкретных задач металлообработки.

Устройство профильной рельсовой направляющей типа Hiwin

Принципы работы

Направляющие станка с ЧПУ закрепляются до такой степени надёжно, чтобы были исключены даже их минимальные сдвиги при работе оборудования — под действием веса, перемещения или вибрации рабочих узлов.

В процессе обработки заготовок по направляющим, под управлением заданной программы, без затруднений передвигаются и прочно закрепляются функциональные узлы станка, обеспечивая выполнение необходимых рабочих операций.

Используются, в зависимости от способа перемещения подвижного узла, направляющие скольжения, качения и комбинированные, которые сочетают как катящееся, так и скользящее перемещение.

Направляющие скольжения, в которых поверхность вала непосредственно соприкасается с перемещающейся по нему втулкой, подвержены действию значительных сил трения, которые в процессе работы значительно меняются по направлению и силе. Нагрузка трением изнашивает направляющие. Кроме того, на работе направляющих скольжения сильно сказывается разность между силой трения в состоянии покоя и силой трения во время движения.

На малых скоростях из-за этой разности перемещение рабочих узлов происходит скачкообразно – для станков с ЧПУ это недопустимо.

Чтобы уменьшить влияние сил трения, применяют антифрикционные пластиковые накладки, а также ряд других способов снижения этих сил. В зависимости от того, каким способом уменьшается трение, направляющие скольжения подразделяются на гидростатические, гидродинамические и аэростатические.

В гидростатических жидкостная (масляная) смазка присутствует при любой скорости скольжения, соответственно, обеспечивается и равномерность движения, и высокая его точность.

У таких направляющих два проблемных момента: сложно устроенная система смазывания, а также необходимость специальных фиксирующих устройств для закрепления перемещенного узла в нужном положении.

Гидростатические направляющие снабжены специальными масляными карманами, в которые смазка подаётся под давлением и вытекает наружу, создавая масляный слой по всей длине соприкосновения поверхностей. Толщина слоя регулируется.

Гидродинамические эффективно уменьшают трение за счёт «всплывания» движущегося узла в масле, заполняющем зазоры между смазочными канавками на рабочих поверхностях направляющих при движении по ним перемещаемых узлов.

Хорошо работают гидродинамические направляющие только при значительных скоростях скольжения.

Проблемными моментами является разгон, а также торможение движущейся части.

Аэродинамические работают на воздушной подушке.

Конструктивно они похожи на гидростатические, имеют карманы, в которые под давлением подаётся воздух.

По сравнению с масляной, воздушная подушка выдерживает меньший вес и хуже гасит толчки и вибрации.

Подводящие воздух пути, как и зазор между разделяемыми поверхностями, легко засоряются.

Вместе с тем, в отличие от гидростатических направляющих, аэростатическим не нужна дополнительная фиксация: сразу после прекращения подачи воздуха подвижная часть плотно садится на вал.

Направляющие качения, в соответствии с формой подшипников, бывают шариковыми и роликовыми. При сопоставимых габаритах роликовые выдерживают более значительную нагрузку. Конструктивно они состоят из комплекта «рельс-каретка», «линейный подшипник-вал», «рельс-рельс с плоским сепаратором».

Такие направляющие имеют сниженные показатели трения, обеспечивают точное перемещение и остановку в нужном положении, при малых скоростях перемещение по ним не теряет плавности. Смазывание направляющих качения также не представляет трудностей.

Вместе с тем, они имеют более высокую стоимость, хуже гасят сотрясения и более, чем направляющие скольжения, чувствительны к загрязнению.

Комбинированные направляющие сочетают скольжение по одним граням со скольжением по другим. Этот вид направляющих наиболее широко распространён и объединяет как достоинства, так и недостатки направляющих качения и скольжения.

Классификация, области применения, достоинства и недостатки

Форма несущего вала направляющих может быть линейной и круговой; их располагают горизонтально, вертикально и наклонно. Закрепление направляющих производится либо по всей длине, либо только на конечных участках.

По профилю вала линейные направляющие подразделяются

Цилиндричесая рельсовая направляющая

Цилиндрические рельсы (полированный вал). Форма сечения – круг. Полированный вал является самой бюджетной и распространённой направляющей, лёгкой в обработке и установке: закрепляются лишь концы. Поверхность такого вала закалена, гладкость её практически идеальна, движение подшипниковых муфт по этой поверхности происходит с очень небольшим трением.

Однако там же, где достоинства, коренятся и недостатки: лёгкость крепления – это, в то же время, отсутствие жёсткой связи с рабочим столом и провисание в случае значительной длины и/или нагрузки.

Комплект «шариковый подшипник-полированный вал» отличается невысокой ценой. При этом у подвижных втулок небольшая грузоподъёмность. Как правило, имеется люфт, который увеличивается по мере эксплуатации. Срок службы при нормальных температурных условиях составляет 10000 часов, но при нагревании рабочей зоны значительно сокращается.

Направляющая со шлицевым валом

Направляющая со шлицевым валом имеет профилированные прямые углубления-борозды, дорожки качения, по всей длине, предназначенные для дополнительного закрепления перемещающихся по валу втулок с рабочими узлами станка. При этом люфт, по сравнению с полированным валом, значительно уменьшается и, ввиду более сложной технологии изготовления, возрастает цена таких направляющих.

Направляющие с плоскими рельсами прямоугольного сечения, как правило, профилированы шлицами под применяемые тела качения.

Так, шариковые профильные направляющие обеспечивают прецизионное перемещение, действительную прямолинейность, грузоподъёмность. У них низкий люфт. Они износоустойчивы. Их используют для комплектования робототехнических линий, в металлорежущих станках и прецизионной металлообработке

профильная рельсовая направляющая типа hiwin с роликовыми и шариковыми телами качения

Вместе с тем, устанавливать такие рельсы достаточно сложно; высоки требования к прямолинейности и шероховатости. По стоимости, ввиду сложности производства, они гораздо менее доступны, чем полированные валы.

Роликовые профильные направляющие имеют плоские дорожки качения. В опорных модулях установлены ролики. Ещё грузоподъёмнее, жёстче и долговечнее, чем шариковые шлицевые. Используются во фрезерных станках с высокой нагрузкой.

Призматическая направляющая ласточкин хвост

Призматические направляющие с рельсами треугольного сечения и направляющие «ласточкин хвост» с трапециевидным сечением применяют там, где нужны соединения повышенной жёсткости, например, в металлорежущих станках.

В частности, направляющие «ласточкин хвост» выполняются со станиной как одно целое. Изготовление, а также ремонт «ласточкиных хвостов» — сложные процедуры, требующие больших трудозатрат. Вместе с тем, они обеспечивают высокоточное перемещение подвижных элементов.

Технические характеристики

Благодаря своей конструкции, направляющие обеспечивают только одну степень свободы при перемещении по ним подвижного узла.

По «роду деятельности» они должны обладать высокой прочностью и износостойкостью.

Поэтому основными материалами для изготовления их опорных частей (валов и рельсов) являются:

серый чугун. Его используют при изготовлении направляющих, которые составляют одно целое со станиной.

Сталь. Её применяют для изготовления съёмно-накладных направляющих. Используют закалённые стали с высокой твёрдостью (60-64HRC), например, марки 40Х с закалкой ТВЧ.

Изготовление направляющих предусматривает такую их длину, которая обеспечивает полное покрытие станины либо наращивание до требуемых размеров.

Нормы точности при изготовлении направляющих стандартизованы и составляют 0,02мм допустимого отклонения при длине 1 метр.

Регламентируется также допустимая шероховатость поверхности и габаритные размеры в соответствии с рабочей нагрузкой.

В частности, на небольших станках, имеющих рабочее поле 30х40см диаметр направляющих должен составлять 2,5 см.

Площадь рабочего поля и твёрдость обрабатываемого материала определяют также необходимый класс направляющих. Так, при рабочей площади свыше 0,7м2 с обработкой стальных заготовок потребуются только профильные рельсы. Более бюджетный вариант полированного вала в этом случае непригоден.

Для каждой конкретной области работ по разработанным алгоритмам проводится расчёт, определяющий оптимальный вариант параметров направляющих станка.

Чтобы уменьшить коэффициент трения, применяют пары скольжения «металл-пластик», причём пластиковыми насадками служат фторопласт, тефлон, торсайт и подобные материалы.

Для обеспечения плавности движения гидростатических и комбинированных направляющих используют специализированные «антискачковые» масла.

Установка

Правильная и точная установка направляющих станка с ЧПУ – залог его безотказной работы.

Поэтому перед началом этой операции удаляют все загрязнения с кромок и плоскости базовой установочной поверхности, которая должна иметь строго горизонтальное, выверенное уровнем, расположение.

Рассмотрим установку двухрельсовой направляющей.

Выбирают, согласно нанесённой на него маркировке, основной рельс.

Если основной рельс крепится к боковой кромке базовой поверхности, он осторожно помещается на опорную поверхность и временно закрепляется болтами в слегка прижатом к боковой кромке положении.

При этом метка на рельсе совмещается с боковой базовой поверхностью опоры. Крепёжные отверстия рельса не должны быть смещены относительно базовых.

Затем винты, фиксирующие рельс, затягиваются по порядку, чтобы рельс плотно прижался к боковой опорной поверхности.

Так устраняется смещение в горизонтальной плоскости.

После этого затягиваются установочные болты (вертикальные) по порядку, от середины к концам рельса. При этом необходимый крутящий момент затяжки определяется динамометрическим ключом.

Если основной рельс не имеет прижимных винтов, которые обеспечивают боковое крепление, его устанавливают с применением тисков.

Крепёжные болты затягивают временно, а затем, прижимая рельс небольшими тисками к базовой боковой кромке в тех местах, где находятся установочные болты, полностью затягивают эти болты с предписанным усилием, перемещаясь от одного конца рельса к другому.

В том случае, если базовая кромка со стороны основного рельса отсутствует, его выравнивание в горизонтальной плоскости осуществляют с помощью визирного уровня, цифрового индикатора или поверочной линейки.

После правильного монтажа основного рельса, параллельно ему устанавливают вспомогательный рельс.

При этом используют поверочную линейку. Она размещается параллельно основной направляющей; параллельность определяется цифровым индикатором. После того, как параллельность достигнута, закрепляют болты вспомогательного рельса окончательно.

Кроме того, применяют специальные направляющие линейки, а также выравнивание положения вспомогательного рельса с помощью кареток из комплекта рельсовых направляющих.

Чтобы установить каретки, на них помещают стол и временно закрепляют его рабочими болтами. Затем прижимают каретки со стороны основного рельса к боковой базовой поверхности стола фиксирующими болтами и устанавливают стол. После этого установочные болты на основной и вспомогательной стороне полностью затягиваются.

Если каретки используют для правильной установки вспомогательного рельса по основному, то стол помещают на каретки главного рельса, а вспомогательный временно закрепляют.

Установочные болты двух кареток на главном рельсе и одной из двух кареток на вспомогательном затягивают полностью.

Затем болты на вспомогательном рельсе полностью затягивают по порядку при временном закреплении второй каретки на вспомогательном рельсе.

При этом главный рельс служит ориентиром, а стол с каретками – индикатором параллельности.

Для обработки крупномерных заготовок направляющие наращиваются до нужной длины соединением нескольких секций. Предприятия-поставщики специально оговаривают такую возможность.

Секции для стыкового соединения маркируются таким образом, чтобы обеспечить последовательный их монтаж. При этом установочные болты располагаются ближе к концам соединяемых секций.

Секции по всей длине должны быть обеспечены опорой. Поэтому может потребоваться наращивание самой станины.

Секции наращивания проводятся через те же процедуры установки, что и основные.

Машинная обработка – одна из наиболее подробно и разнообразно оснащённых производственных отраслей. Для станков с программным управлением имеется широкий выбор комплектующих.

Правильный подбор оптимального конструктивного решения и отъюстированная установка направляющих станка с ЧПУ – надёжная гарантия качества металлообработки на этом станке.

Полированные валы

image

Направляющие данного вида являются наиболее распространёнными и недорогими. Они доступны для покупателей с любыми бюджетами. Отличаются простотой монтажа на станке. Материалом изготовления в большинстве случаев являются высоколегированные стали, в основном, конструкционные подшипниковые.

В процессе изготовления полированные валы закаливаются индукционным методом. Благодаря этому обеспечиваются высокая износостойкость и длительный ресурс направляющих, а также их безотказная работа даже в напряжённых режимах. В конце процесса изготовления валы шлифуются и полируются, получая просто идеально гладкую поверхность. Это обеспечивает минимизацию сил трения, и компоненты станка движутся по этим направляющим практически без сопротивления.

Валы закрепляются в 2 точках – на концах. Благодаря этому их монтаж прост и интуитивно понятен. В целях недобросовестной экономии некоторые производители изготавливают эти направляющие из недорогих сортов мягких сталей. Поскольку далеко не каждый покупатель проверяет при покупке твёрдость изделий, такой подход процветает, и риск приобретения некачественных полированных довольно высок.

Наша компания сотрудничает только с серьёзными поставщиками, и при обращении к нам вы можете быть уверены в качестве поставляемых нами полированных валов.

Однако полированным валам присущи и недостатки, в число которых входят следующие.

  1. Вал не закрепляется на станине.

Направляющие крепятся только на концах, что облегчает их монтаж. Однако в этом случае валы не связаны с рабочей поверхностью стола. В то же время специфика портальных станков требует обеспечения наличия жёсткой механической связи между направляющими и поверхностью стола. Её наличие позволяет соблюдать заданную точность обработки заготовок и уменьшать погрешности. В частности, можно привести такой пример. Если рабочий стол искривился, и его рабочую поверхность, как говорят, «поведёт винтом», то валы повторят эти изгибы и компенсируют погрешность целиком или хотя бы какую-то её часть.

  1. Вал большой длины провисает.

Закрепление этих направляющих всего в 2 точках приводит к тому, что на большой длине они провисают. Из-за этого эффекта в станках не используются валы длиной свыше 1 метра. Наряду с этим чрезвычайно важным является соотношение главных геометрических параметров – диаметра и длины вала. Значение отношения диаметра к длине должно находиться в интервале от 0,06 до 0,1(min0.05). Более точно необходимые значения диаметра и длины вала получают при САПР-моделировании нагрузок, прикладываемых к направляющим.

Важными компонентами, определяющими правильность функционирования системы автоматизации, являются линейные подшипники, используемые совместно с полированными валами. В настоящее время выпускается несколько типов этих подшипников.

Шариковая втулка

Особенностями линейных подшипников качения, отличающими их от кареток рельсовых направляющих, являются наличие увеличенных люфтов и пониженные нагрузочные характеристики. Наряду с этим защиту от поворота каретки обеспечивает использование двух направляющих валов на одной оси. К недостаткам линейных подшипников качения можно отнести следующие.

image

Линейный подшипник скольжения

Данные втулки изготавливаются из материалов, обеспечивающих невысокое трение скольжения. Такими материалами являются латунь, бронза, капролон и подобные им. При точном выдерживании допусков бронзовый или латунный подшипник скольжения по показателям грузоподъёмности и точности ничем не отличается от подшипника качения. Достоинством этих компонентов является переносимость стружечных и пылевых загрязнений, скапливающихся на валу. При этом необходимо заранее продумать возможность приобретения необходимого материала для подшипника и обработки его с требуемым качеством. Следует также помнить, что эти подшипники нуждаются в периодической подгонке с целью устранения люфтов. Величина подгонки зависит от степени износа. В силу доступности и унифицированности (взаимозаменяемости) шариковые втулки являются предпочтительным вариантом для тех, кто только пробует себя в станкостроении.

Шлицевой вал (Ball spline)

image

На поверхности такого вала располагаются специальные дорожки, по которым катятся шарики втулки. В сравнении с обычными направляющими они обладают повышенной износостойкостью и жёсткостью. Кроме того, они способны воспринимать крутящие нагрузки от втулки. Благодаря простоте монтажа валов, износостойкости профильных рельсов и возможности создания натяга данные валы активно применяются в тех случаях, когда необходимо монтировать направляющие только на концевых участках. Однако их значительно более высокая цена в сравнении с полированными валами делает их менее доступными для конструирования обычного станочного оборудования.

Вал на опоре

Линейные валы на опорах, иначе называющиеся цилиндрическими рельсами, предназначены для обеспечения поддержки направляющих по длине. Использование этих валов позволяет предотвратить прогиб длинной направляющей под нагрузкой от движущейся каретки или под собственной тяжестью.

Цилиндрические рельсы прикрепляются напрямую к станку. Удобство и надёжность крепления направляющей к станине обеспечиваются резьбовыми отверстиями в опоре.

Недостатки у цилиндрических рельсов общие с полированными валами. Это, прежде всего, наличие люфтов у втулок и малый ресурс. Однако в отличие от полированных валов цилиндрические рельсы не прогибаются на большой длине, а, значит, обладают более высокой грузоподъёмностью. Каретки на цилиндрические рельсы отличаются от линейных подшипников на валы и воспринимают разнонаправленные нагрузки по-другому. Дело в том, что каретки на цилиндрические рельсы не замкнуты по контуру, а шариковые втулки на вал – замкнуты. Данный эффект вызывает понижение точности функционирования станка, оснащённого тяжёлым шпинделем на цилиндрических рельсах. Конструкция на валах работает гораздо точнее.

Цилиндрические рельсы и валы просты в изготовлении. Поэтому направляющие этого вида очень популярны среди производителей. В мире эту нишу заняли не только компании, но и частные производители. Выпускается как качественная продукция, так и не соответствующая требованиям. Нередко каретки, выпущенные одним и тем же производителем, не подходят к его же валам из другой партии. Касается это, в первую очередь, конечно же, кустарных производств.

Наша компания сотрудничает только с лучшими производителями, неукоснительно соблюдающими технологии выпуска качественной металлопродукции. Поэтому у нас вы купите лучшие направляющие, отвечающие самым жёстким требованиям, которые предъявляются к компонентам для автоматизации промышленного оборудования.

image

Шариковые профильные рельсы

image

Профильные рельсы в качестве направляющих применяются в тех случаях, когда требуется обеспечение высокой точности. Подобно цилиндрическим рельсам, профильные монтируются напрямую на станине. На поверхности профильных рельсовых направляющих располагаются специальные дорожки качения. Благодаря их наличию повышается равномерность распределения нагрузки на каретку по рабочей поверхности дорожек качения. Профилем касания шарик-рельс в этом случае является уже дуга, а не одиночная точка.

Профильным рельсовым направляющим присуща высокая точность и прямолинейность. Кроме того, у них выше показатели грузоподъёмности и износостойкости. Отличаются профильные рельсы ещё и отсутствием люфтов, либо их пренебрежимо малыми значениями. К числу недостатков профильных рельсов можно отнести повышенные требования к качеству обработки места крепления (прямолинейности и шероховатости). А ещё они более сложны в установке.

В большинстве случаев каретки и рельсы выпускаются в разных вариантах – с несколькими значениями усилия предварительного натяга и грузоподъёмности. Классическим примером являются профильные рельсы брендов THK и Hiwin. Производство профильных рельсовых направляющих является сложным и затратным. Именно поэтому выпуск рельсов осуществляет не такое большое количество производителей, как в случае производства валов. В этой отрасли работают, в основном, репутационные компании. Высокая ответственность определяет более стабильное качество профильных рельсовых направляющих.

Наша компания настоятельно рекомендует использовать для создания станочного оборудования именно профильные рельсы как более качественные. В нашем ассортименте вы найдёте продукцию самых известных марок и получите от нас гарантии качества.

Роликовые профильные рельсы

Роликовые рельсовые направляющие представляют собой подтип профильных рельсов. Их отличием является то, что дорожки качения у них плоские, а в опорных модулях вместо шариков применены ролики. Данное решение дало возможность повышения жёсткости направляющей. Возросли также ресурс и показатели грузоподъёмности.

Роликовые рельсы применяются в металлообрабатывающем оборудовании, работающем в условиях высоких нагрузок, например, во фрезерных станках, которые обрабатывают камень и чёрный металлопрокат, в том числе, стальные заготовки. Использование данных направляющих позволяет обеспечить требуемое качество металлообработки при высокой производительности станков.

image

Направляющие призматические и направляющие «ласточкин хвост»

image

Данные направляющие используются в тех случаях, когда требуется обеспечение сверхвысокой жёсткости. Они устанавливаются, к примеру, на промышленные станки для металлообработки. В направляющих «ласточкин хвост» одна контактирующая плоская поверхность скользит по другой, что обеспечивает значительную площадь контакта. Направляющие «ласточкин хвост» не съёмные, они изготавливаются монолитно – вместе со станиной.

Изготовление таких направляющих, также как и их ремонт являются очень сложными и трудоёмкими процессами. О замене же направляющих «ласточкин хвост» говорить вообще не приходится – эта процедура просто неосуществима. Именно поэтому данные направляющие почти никогда не используются в любительском станкостроении, ну, если только очень большими энтузиастами, которые располагают большим количеством свободного времени.

Резюме

При выборе конкретного вида направляющих следует учитывать следующие аспекты.

  1. Вал с бронзовой втулкой. Малые показатели грузоподъёмности и жёсткости, ограничения по точности, необходимость периодической подгонки для устранения люфтов, доступная стоимость, небольшой ассортимент готовых изделий. Длинные валы прогибаются под нагрузкой.
  2. Вал с пластиковой втулкой. Малые показатели грузоподъёмности и жёсткости, невысокая точность, необходимость периодической подгонки для устранения люфтов, доступная стоимость, сильный износ, небольшой ассортимент готовых изделий. Длинные валы прогибаются под нагрузкой.
  3. Вал с шариковой втулкой. Малые показатели грузоподъёмности и жёсткости, ограничения по точности, средняя цена. Длинные валы прогибаются под нагрузкой. Применяются в любительских станках и промышленном оборудовании среднего класса.
  4. Вал на опоре с шариковой втулкой. Средние показатели грузоподъёмности и жёсткости, ограничения по точности, средняя цена. Рельс следует за деформацией станины и компенсирует погрешности. Применяются в любительских станках и промышленном оборудовании среднего класса.
  5. Профильные направляющие. Высокие показатели жёсткости, грузоподъёмности и точности. Хорошая износоустойчивость. Отсутствует необходимость в проведении регулировочных операций. Высокая цена. Сложность монтажа и необходимость в тщательной подготовке поверхностей под монтаж. Применяются в станочном оборудовании среднего и промышленного классов.

В дополнение к вышеизложенному дадим несколько рекомендаций, придерживаясь которых, вы сможете правильно выбрать направляющие для решения ваших конкретных задач.

1) Если станок будет использоваться для фрезерной обработки металлов или камня, и площадь его рабочего поля будет превышать 0,7 м², то наилучшим вариантом станут профильные рельсы.

2) Если рабочее поле станка не превышает площади листа бумаги стандартного офисного формата А4, и вы планируете выполнять на станке обработку мягких материалов, то ваш оптимальный выбор – валы диаметром от 16 до 25 мм.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий