Коефициент на триене на линейните направляващи: Какво влияе върху него?

Търкалящият се линеен водач има много по-нисък коефициент на триене от конвенционалния плъзгащ се водач, но няма единичен коефициент, който да се прилага за всяка релса, блок и работни условия. Действителното съпротивление при движение зависи от типа на търкалящия се елемент, външното натоварване, предварителното натоварване, уплътненията, смазката, скоростта, температурата и точността на монтажа.

Коефициентите на триене в каталога са полезни за предварителни изчисления, но изборът на двигател трябва да се основава на пълното съпротивление на оста. Съпротивлението на уплътнението, ускорението, кабелните носачи, силфоните, сферичните винтове и външните сили на процеса може да са по-значими от теоретичното триене при търкаляне на направляващата.

Бърз отговор:Коефициентът на триене при контакт при търкаляне на правилно инсталиран и смазан линеен водач обикновено е от порядъка на няколко хилядни. Това е само референтен диапазон - не е гарантирана стойност за всеки блок или пълна ос на машината.

Съдържание

Какво означава коефициент на триене
Коефициент на триене спрямо съпротивление при движение
Фактори, които променят триенето на водача
Как да оценим съпротивлението при шофиране
Как да измерим съпротивлението при бягане
Как да идентифицираме необичайно съпротивление

В търкалящ се линеен водач топките или ролките циркулират между блока и релсите. Търкалящите елементи намаляват директния плъзгащ се контакт, позволявайки на блока да се движи с относително ниско съпротивление, докато поддържа радиални, обратно-радиални и странични натоварвания.

Опростена връзка между силата на триене и приложеното нормално натоварване може да бъде записана като:

Е_r= μ × P

където:

Е_r= съпротивление при търкаляне, свързано с приложеното натоварване
μ= референтен коефициент на триене
П= натоварване, действащо върху направляващата

Това опростено уравнение не включва фиксирано съпротивление от крайни уплътнения, долни уплътнения, скрепери или смазка. Той също така предполага, че направляващият е правилно монтиран и че товарът е разпределен по предназначение.

За предварителните инженерни оценки, триенето на търкалящи се линейни направляващи често се третира като в диапазона от ниски хилядни. Точната стойност трябва да се получи от техническите данни за избраната серия и конфигурация.

Коефициентът на триене и съпротивлението при движение са свързани, но не са взаимозаменяеми.

Срок	Смисъл	Типична употреба
Коефициент на триене	Безразмерна справка, свързваща съпротивлението при търкаляне, зависимо от натоварването, и приложеното натоварване	Предварително изчисление и сравнение на направляващи
Устойчивост на уплътнение	Съпротивление, създадено там, където уплътненията или стъргалките влизат в контакт с релсата	Добавя се като стойност на силата за всеки блок или уплътнение
Съпротивление при бягане	Общата измерена сила, необходима за поддържане на движението на каретката	Проверка, оразмеряване на двигателя и диагностика на машината
Отцепваща сила	Сила, необходима за започване на движение, след като каретката е спряла	Нискоскоростно управление и оценка при стартиране

При ниски външни натоварвания съпротивлението на уплътнението може да представлява голям процент от общата измерена сила. Разделянето на това общо съпротивление на малък товар може да доведе до очевидно висок коефициент на триене, дори когато вътрешният контакт при търкаляне е нормален.

Поради тази причина е по-полезно да се посочи действително измереното съпротивление при движение и условията на изпитване, отколкото да се докладва само един изчислен коефициент.

Сферичните водачи използват точков или извит контакт между топките и каналите, докато ролковите водачи използват линеен контакт. Ролковите водачи обикновено осигуряват по-висока твърдост при натоварване, но действителното съпротивление при движение зависи от конкретната геометрия на пътеката, предварителното натоварване, уплътненията и смазката.

Не е точно да се приеме, че всеки сачмен водач има по-ниско триене от всеки ролков водач, без да се сравняват избраните серии при еквивалентни условия.

Предварителното натоварване премахва вътрешната хлабина и подобрява твърдостта. Той също така увеличава контактната сила между търкалящите се елементи и каналите, което повишава съпротивлението при движение.

По-високото предварително натоварване не е автоматично по-добро. Той трябва да бъде избран според твърдостта на машината, външното натоварване, точността на монтажа, скоростта и изискванията за позициониране. Прекомерното предварително натоварване може да увеличи топлината, потреблението на двигателя и чувствителността към разместване на релсата.

Крайните уплътнения задържат смазката и предотвратяват навлизането на прах или стружки в блока. Техният контакт с релсата създава относително фиксирано съпротивление, което не нараства правопропорционално на външното натоварване.

Двойните уплътнения, металните стъргалки и специалните опции за защита от замърсяване могат допълнително да увеличат устойчивостта. Този компромис може да си струва в прашни или машинни среди, където защитата е по-важна от минималната задвижваща сила.

Консистенцията на смазката, вискозитетът на базовото масло, температурата и количеството за пълнене влияят върху силата, необходима за циркулация на смазката през блока. Студената или прекомерната грес може временно да увеличи съпротивлението, особено по време на стартиране.

Недостатъчното смазване може също да увеличи съпротивлението чрез намаляване на защитния филм между контактните повърхности. Правилната цел е стабилно смазване, а не просто най-ниското възможно количество смазка.

Вискозитетът на лубриканта се променя с температура и скорост. Съпротивлението може да бъде по-високо при стартиране на студено и да намалява със загряването на смазката. При по-висока скорост поведението на уплътнението, циркулацията на лубриканта и вътрешните динамични ефекти могат да променят измерената сила.

Поради това триенето трябва да се оценява при действителната работна скорост и стабилизираната температура, когато са необходими точни данни за задвижващата сила.

Грешка в паралелността в система с две релси принуждава блоковете да се накланят настрани, докато масата се движи. Неравните монтажни повърхности, разликите във височината на релсите и неправилното затягане на болтовете също могат да създадат вътрешно натоварване, което не се появява в теоретичното изчисление на триенето.

Ако съпротивлението се променя в различни позиции, проверете подравняването и точността на монтажа, преди да смените смазката или да смените блоковете.

Товарът на каретката не винаги се разпределя поравно между всички блокове. Изместен център на тежестта или технологична сила създава моменти на наклон, отклонение или накланяне и може да натовари силно един блок, докато разтоварва друг.

Еквивалентното натоварване на всеки блок трябва да се изчисли от действителното разстояние между релсите, разстоянието между блоковете и позицията на товара.

Метални стърготини, прах, засъхнала грес, корозия или повреда на каналите могат да увеличат съпротивлението и да причинят локални тесни точки. Съпротивлението, свързано със замърсяване, е състояние на повреда и не трябва да се включва като нормален коефициент на триене.

Опростена оценка за направляващата част на хоризонтална ос може да бъде написана като:

Е_{ръководство}≈ μ × P + F_{уплътнения}

където:

Е_{ръководство}= очаквано общо съпротивление на направляващия
μ= референтен коефициент на триене при търкаляне
П= еквивалентен товар, действащ върху блоковете
Е_{уплътнения}= обща устойчивост на уплътнение и скрепер за всички блокове

Тази оценка все още не представлява пълната двигателна сила. Може да се наложи изчислението на оста да включва:

Сила на ускорение на движещата се маса
Гравитационен компонент върху вертикална или наклонена ос
Съпротивление на сферичен винт, колан, рейка или цилиндър
Загуби в лагера и съединителя
Устойчивост на кабелоносач и маркуч
Силфони и устойчивост на защитно покритие
Сила на рязане, сила на натиск или други външни натоварвания на процеса

Предупреждение за избор на двигател:Не оразмерявайте двигател, като използвате само μ × натоварване. Ускорението, гравитацията, уплътненията, ефективността на трансмисията и външните сили могат да доминират необходимия въртящ момент.

Съпротивлението при движение може да се измери със силомер или динамометрична клетка, свързана в съответствие с движението на каретката. Полезен тест разделя силата на откъсване от силата на постоянно движение.

Подгответе инсталирания водач.
Уверете се, че релсите са подравнени, монтажните болтове са затегнати правилно и че блоковете съдържат указаната смазка.
Отстранете несвързаното съпротивление, където е възможно.
Разкачете сферичния винт, ремъка, носача на кабела или други задвижващи компоненти, ако целта е да тествате само направляващия път.
Приложете сила, успоредна на посоката на движение.
Дърпането под ъгъл въвежда странично натоварване и променя резултата.
Рекордна сила на откъсване.
Измерете пиковата сила, необходима за започване на движение, след като каретката е била неподвижна.
Запишете постоянна сила на движение.
Движете се с контролирана постоянна скорост и изключете областите на ускорение и забавяне.
Измерете в двете посоки.
Голяма разлика в посоката може да означава проблеми с подравняването, уплътнението или разпределението на товара.
Сравнете съпротивлението за целия ход.
Местните пикове може да показват повреда на релсата, грешка при монтаж или замърсяване.

Докладът от изпитването трябва да включва модел на блок, количество, предварително натоварване, уплътнения, смазка, приложено натоварване, скорост, температура, позиция на движение и дали направляващият път е тестван самостоятелно или като част от цялата ос.

Наблюдавано състояние	Възможна причина	Препоръчителна проверка
Висока устойчивост при пълния ход	Голямо предварително натоварване, прекомерна грес, разместване на релсата или изкривяване на масата	Проверете предварителното натоварване, смазването и геометрията на монтажа
Пик на съпротивлението на една позиция	Локална повреда на релсата, отломки или грешка на монтажната повърхност	Проверете съответната шина и зоната за монтаж
Висока стартова сила, но по-ниска работна сила	Адхезия на уплътнение, студена грес или дълъг неподвижен период	Сравнете студени и стабилизирани работни условия
Съпротивлението се повишава след затягане на масата	Монтажните повърхности на блок или релса не са в една равнина	Проверете плоскостта на масата и последователността на затягане на болтовете
Съпротивлението се увеличава с шум или вибрации	Замърсяване, недостатъчно смазване или повреда на каналите	Спрете и проверете релсата, блоковете, уплътненията и смазката
Различна сила в противоположни посоки	Наклонена ос, плъзгане на кабела, състояние на уплътнението или грешка при подравняване	Отделете гравитацията и външните компоненти от направляващото съпротивление

Ненормалното триене може също да се появи като вибрация, повишаване на температурата или нестабилен ток на двигателя. За свързана диагноза вжЗащо линеен водач вибрира по време на работа?

DLY доставя сферичен и ролков типлинейни направляващиза различни изисквания за натоварване, твърдост, монтажна височина и движение. Предварителното натоварване на блока, разположението на уплътненията, степента на точност и смазването трябва да бъдат потвърдени според пълните условия на машината.

За тежкотоварни приложения с топка, DLYHD Square Guidewayизползва четириредова структура с рециркулираща топка. Действителното съпротивление при движение зависи от размера на блока, предварителното натоварване, уплътненията, смазката, натоварването и състоянието на монтаж, а не само от името на серията.

Нуждаете се от помощ при избора на линеен водач или оценка на предварително натоварване, уплътнения и съпротивление при движение? Изпратете ни модела на релсата, количеството на блока, натоварването, скоростта и инсталацията.

Имейл за връзка: export@dlybearing.com Свържете се с нас

← Назад към блога на DLY