Inom industriell tillverkning är det styrande elementet nyckeln för att säkerställa korrekt drift och effektiv produktion av utrustning. Rullstyrningar och linjär styrskena som två typiska styrskenas komponenter representerar traditionella respektive moderna tekniker. Som en traditionell roterande styrskena har rullstyrning länge dominerat applikationsmarknaden med låg precision och låg belastning på grund av dess enkla struktur och låga kostnad. Å andra sidan har linjära styrningar, som kärnkomponenten i moderna precisionslinjära rörelser, blivit hörnstenen för precisionstillverkning och automatisering tack vare sin överlägsna noggrannhet, bärighet och tillförlitlighet. Detta dokument kommer systematiskt att analysera skillnaden mellan de två från tre aspekter av struktursammansättning, prestandaindikatorer och tillämpningsscenarier, och ge en referens för ingenjörer att välja lämplig modell.
Stora strukturella skillnader
(I) Rullstruktur: enkel och okomplicerad, men med begränsad funktionalitet
Rullens kärndesign är "kombinationen av axeln och rullen", som roterar genom rullande kontakt. Dess strukturella egenskaper kan sammanfattas enligt följande:
1. Roterande styrskenas design: Rullen roterar runt axeln och överför kraft genom rullande friktion. Lämplig för situationer där enkelriktad rotation eller lågfrekvent fram- och återgående rörelse krävs. Material och konstruktion: Rullkroppen är vanligtvis gjord av metall (t.ex. stål, aluminium) eller teknisk plast (t.ex. nylon, polyoxietyleneter) och kan kromas eller sprutas för att förbättra nötningsbeständigheten. Axeln är vanligtvis gjord av stål och ansluten till rullkroppen med ett lager eller en hylsa.
3. Inget cirkulationssystem: Det rullande elementet på en rullrulle (som en kula) rullar endast i ett lokalt område, utan rullreturspår eller cirkulationsbana, vilket resulterar i hög friktion och koncentrerat slitage.
Källa: Sohu.com, "Linear Guide Structure and Components"
(II) Linjär styrstruktur: exakt koordination och kraftfull funktionalitet
Linjära styrningar uppnår låg friktion och hög precision med hjälp av rullande elements cirkulationssystem. Dess struktur kan delas in i följande kärnkomponenter:
1. Cirkulationssystem för rullande element: Stålkula eller -rulle cirkulerar mellan sliden och styrskenan genom kulreturspåret, omvandlar glidfriktion till rullfriktion och minskar friktionskoefficienten avsevärt.
2. Fler-komponentkoordination:
1. Styrskena: En fast komponent som ger en referensyta för linjär rörelse. Den är vanligtvis gjord av hög-kolhaltigt kromstål (GCr15) eller rostfritt stål. Slider: en rörlig komponent bultad på en arbetsbänk med inbyggt-kulstöd och kulreturspår.
3. Sfärstöd: stödja sfären, bibehåll jämn fördelning, förhindra ojämna krafter.
4. Täta komponenter: dammskydd, torkare, etc., för att förhindra att damm, skärvätska och andra främmande kroppar kommer in i sliden.
3. Modulär design: styrskena kan sys ihop och utökas för att tillgodose olika färdbehov; olika glidtyper (t.ex. flänsar och fyrkanter) möjliggör flexibel installation i en mängd olika strukturer.
Jämförelse av tjänstens prestanda
(I) Noggrannhet: Micron vs. millimeter
Korsvalsens noggrannhet beror helt på bearbetningsnoggrannheten. På grund av glidfriktion och nötning ökar positioneringsfelen avsevärt efter lång användning och kan vanligtvis bara nå millimeternoggrannhet. Å andra sidan uppnår de linjära styrningarna submikronpositioneringsnoggrannhet genom förbelastning (som interferenskoordination) och hög-precisionskonstruktioner (som gotisk båge), vilket uppfyller de höga precisionskraven för CNC-verktygsmaskiner, halvledarutrustning och andra applikationer. (2) Lastkapacitet: Övergången från "lätt" till "tung".
Tvärgående rullar tål endast radiella belastningar och nominella belastningar är i allmänhet under 10 kN, så de är lämpliga för lätta belastningar (t.ex. transportband). Å andra sidan kan linjära styrningar motstå radiella, axiella och momentbelastningar samtidigt. Medelstora och tunga styrskenor kan klassas till 80 kN eller högre (som tunga rullskenor) för att uppfylla kraven för tunga applikationer som robotarmar och pressar.
(3) Livslängd och tillförlitlighet: tiotusentals timmar. Tusentals timmar
Tvärgående rullars glidfriktion kan leda till snabbt slitage, vilket resulterar i en livslängd på endast några tusen timmar, vilket kräver frekventa byten. Linjärstyrningarnas rullande friktionsstyrningar minskar slitage, har en livslängd på tiotusentals timmar och har långa underhållsintervall (t.ex. byts fett vartannat år), vilket avsevärt förbättrar tillförlitligheten.
(4) Friktionsegenskaper: balans mellan lågt motstånd och hög känslighet.
Tvärgående rullar har en hög glidfriktionskoefficient (0.1 -0.3), så den har högt startmotstånd, lämpligt för applikationer med låg hastighet. Linjära styrningar har mycket låg rullfriktionskoefficient (0,001-0,003), hög rörelsekänslighet, hög hastighet (över 1m/s) och jämn rörelse.
INTRODUKTION Typiska tillämpningsscenarier och urvalshöjdpunkter
(I) Cross Roller-applikationer: låg-kostnad, låga-precisionskrav
1. Låg-precisionstransport: Traditionella transportband och enkel materialhanteringsutrustning (t.ex. lagersorteringslinjer).
2. Kostnads-känslig utrustning: små förpackningsmaskiner och icke-automationsutrustning (t.ex. enkla monteringslinjer).
3. Valpunkter: Låg vikt (mindre än 5 kN), låg hastighet (mindre än 0,5 m/s), mild miljö (icke-frätande, icke-dammig).
Linjära guideapplikationer: hög-precision: hög noggrannhet och höga-tillförlitlighetskrav
1. Precisionsbearbetning: CNC-verktygsmaskiner (submikronpositionering krävs) och laserskärare (hög-översättning).
2. Automatiserad produktionslinje: robotarmar (multiaxiell koppling), elektronisk komponentenhet (mikrometer-nivåpositionering).
3. Specialiteter: Medicinsk bildutrustning (CT-skannrar, kräver hög styvhet) och flyg (hög-temperatur- och strålningsbeständighet). Valda höjdpunkter:
1. Belastning och hastighet: Matcha märklast (t.ex. spårväg<20kN, heavy rail >50kN) till körhastighet (t.ex. låg hastighet<0.1m/s, high speed >1m/s).
2. Noggrannhetsgrad: Välj en P0-P5 guide (P0 för maximal noggrannhet, P5 för allmän noggrannhet).
3. Miljöanpassningsförmåga: Dammtät-tätning (t.ex. IP65-skydd för medicinsk utrustning), korrosionsbeständig beläggning (t.ex.. 316 liter rostfritt stål för kemisk applikation).
4. Hårdhet och dämpning: Tung belastning kräver en ökning av förspänningen (t.ex. medelhög eller tung förspänning) för att minska vibrationerna.
Slutsats
Kärnskillnaden mellan rullstyrningar och linjärstyrningar ligger i strukturens komplexitet, gränsen för prestanda och tillämpningsscenarier. Rullens styrskenas struktur är enkel och lämplig för-lågkostnadstillämpningar, men dess noggrannhet, livslängd och bärighet är begränsad. Linjära styrningar är förstahandsvalet för precisionstillverkning och automatisering på grund av dess precisionsprecisionsdesign, höga tillförlitlighet och långa livslängd. Med utvecklingen av Industry 4.0 ersätter linjära guider gradvis rullguider, särskilt inom avancerade-områden som robotik och halvledare. Belastning, noggrannhet, kostnad och miljöfaktorer bör beaktas vid val av styrskena. Till exempel kan rullstyrningar användas för att minska kostnaderna vid låg belastning och låg hastighet, medan linjära styrningar är väsentliga för hög precision, höghastighetsapplikationer för att säkerställa optimal prestanda.
