แรงดึงล่วงหน้า

1.4.1 ฟังก์ชันของแรงดึงล่วงหน้า

รางนำ SCHNEEBERGER MONORAIL แสดงพฤติกรรมการเสียรูปแบบยืดหยุ่นที่ไม่เชิงเส้น แต่เป็นแบบลดลง (degressive) ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนกลิ้งจะค่อนข้างนุ่มภายใต้แรงขนาดเล็ก และจะแข็งแกร่งขึ้นเมื่อแรงเพิ่มขึ้น รางนำถูกดึงล่วงหน้า ทำให้การเสียรูปแบบยืดหยุ่นส่วนหนึ่งถูกกำจัดไปแล้ว ผลลัพธ์คือความแข็งแกร่งโดยรวมของระบบเพิ่มขึ้น

รางนำ SCHNEEBERGER MONORAIL ถูกดึงล่วงหน้าเพื่อให้รางนำโปรไฟล์ยังคงมีระยะห่างเป็นศูนย์แม้ถูกแรงกระทำ ซึ่งหมายความว่าชิ้นส่วนกลิ้งจะไม่ยกออกจากรางวิ่ง มิฉะนั้น ความแข็งแกร่งของระบบจะได้รับผลกระทบจากแรงดึงล่วงหน้า ซึ่งในทางกลับกันก็จะส่งผลต่อแรงดัน F_V และอายุการใช้งาน

ดังนั้น การเลือกแรงดึงล่วงหน้าจึงเป็นการประนีประนอมระหว่างความแข็งแกร่ง ความต้านทานการเลื่อน และอายุการใช้งานเสมอ ซึ่งต้องชั่งน้ำหนักตามสถานการณ์การใช้งาน สำหรับจุดประสงค์นี้ SCHNEEBERGER มีระดับแรงดึงล่วงหน้าสี่ประเภท ได้แก่ V0, V1, V2 และ V3

Nominal service life as a function of preload and force based on the example of an MR 45 roller guideway. Ratio P/C (%) with equivalent force P (N) and dynamic load capacity C (N) plotted against nominal service life L_nom (km). 1=low preload 2=medium preload 3=high preload

1.4.2 ระดับแรงดึงล่วงหน้า

SCHNEEBERGER มีระดับแรงดึงล่วงหน้าสี่ประเภทสำหรับความต้องการที่แตกต่างกัน ในช่วง 0 - 13% ของความสามารถรับน้ำหนักพลวัต C ค่าความคลาดเคลื่อนของระดับแรงดึงล่วงหน้าคือ ±3% C ค่าโดยละเอียดสามารถค้นหาได้ในแคตตาล็อกผลิตภัณฑ์ SCHNEEBERGER MONORAIL และ AMS

การสร้างแรงดึงล่วงหน้า

แรงดึงล่วงหน้า V ในแคร่เลื่อนถูกสร้างขึ้นโดยการใช้ชิ้นส่วนกลิ้งแบบสวมแน่น ซึ่งหมายความว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นส่วนกลิ้งใหญ่กว่าระยะห่างระหว่างรางนำและแคร่เลื่อนอยู่หลายไมโครเมตร ดังนั้นเมื่อแคร่เลื่อนถูกดันเข้าไปบนรางนำ ปีกของแคร่เลื่อนจะงอ แรงดึงล่วงหน้าเกิดจากแรงคืนตัวที่สร้างโดยตัวแคร่เลื่อนแบบยืดหยุ่น ขนาดของแรงดึงล่วงหน้าถูกตั้งค่าโดยการเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางของชิ้นส่วนกลิ้งที่เหมาะสม

Preload force F_vsp generated by rolling elements, which acts against the carriage. The figure shows a finished ground carriage top.

1.4.3 ผลของแรงดึงล่วงหน้าต่อประสิทธิภาพ

ความแข็งแกร่งและพฤติกรรมการสั่น

แอมพลิจูดของระบบที่มีการหน่วงต่ำขึ้นอยู่กับอัตราส่วนระหว่างความถี่กระตุ้นและความถี่ธรรมชาติ ความแข็งแกร่งที่สูงกว่าจะเพิ่มความถี่ธรรมชาติและลดการโก่งตัวสถิต ในเครื่องมือกล เป้าหมายคือการบรรลุความถี่ธรรมชาติสูง เพื่อให้แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนอยู่ต่ำที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ภายใต้แรงกระตุ้นและความถี่กระตุ้นที่กำหนด

บทสรุป: ใช้ระดับแรงดึงล่วงหน้าสูงสำหรับรางนำลูกกลิ้ง

ช่วงแรงดึงล่วงหน้าที่มีประสิทธิภาพ

สำหรับภาระภายนอกที่น้อยกว่า 3 เท่าของแรงดึงล่วงหน้า แรงดึงล่วงหน้าจะถูกรักษาไว้ภายใต้ภาระ ซึ่งหมายความว่าระบบมีความแข็งแกร่งสูง หากแรงภายนอกเกินค่าแรงดึงล่วงหน้า ความแข็งแกร่งจะลดลง ดังนั้นในการออกแบบที่ต้องการความแข็งแกร่งค่อนข้างสูง จำเป็นต้องรับรองว่าอยู่ในช่วงแรงดึงล่วงหน้าที่มีประสิทธิภาพ

การพิจารณาอายุการใช้งาน

ระดับแรงดึงล่วงหน้ายังส่งผลต่ออายุการใช้งานของรางนำ แรงดึงล่วงหน้า V1, V2 หรือ V3 ไม่เพียงเพิ่มความแข็งแกร่ง แต่ยังเพิ่มภาระบนพื้นผิวสัมผัสการกลิ้งตราบเท่าที่แรงดึงล่วงหน้ายังมีผล เมื่อคำนวณอายุการใช้งาน ต้องรวมแรงดึงล่วงหน้าเป็นแรงเพิ่มเติมในการคำนวณภาระเทียบเท่า

ปัจจัยที่มีผลต่ออายุการใช้งาน ได้แก่ แรงที่กระทำบนแคร่เลื่อน MONORAIL แรงดึงล่วงหน้าที่เลือก ความสามารถรับน้ำหนักพลวัต และความน่าจะเป็นของเหตุการณ์ หากแรงคงที่ตลอดระยะทางช่วงชักทั้งหมด จะใช้แรงเทียบเท่า P ในการคำนวณอายุการใช้งาน อย่างไรก็ตาม หากคาดว่าแรงจะมีการเปลี่ยนแปลง จำเป็นต้องใช้แรงเทียบเท่าพลวัต P_j

1.4.4 การปรับและความสามารถสับเปลี่ยนแรงดึงล่วงหน้า

การวัดและตรวจสอบแรงดึงล่วงหน้า

แรงดึงล่วงหน้าไม่เพียงทำให้ปีกของแคร่เลื่อนขยายออก แต่ยังสร้างการจมตัวเล็กน้อยที่ด้านบนของแคร่เลื่อน การเสียรูปที่ด้านบนนี้แปรผันตามขนาดของแรงดึงล่วงหน้า จึงสามารถใช้วัดและตรวจสอบแรงดึงล่วงหน้าได้

ความสามารถสับเปลี่ยนของแคร่เลื่อน

จุดเด่นประการหนึ่งของรางนำ SCHNEEBERGER MONORAIL คือ ไม่ว่าจะเป็นแรงดึงล่วงหน้าใด แคร่เลื่อนทั้งหมดจะมีด้านบนแนวนอนบนรางนำใดก็ได้ แคร่เลื่อนที่มีแรงดึงล่วงหน้าต่างกันสามารถใช้บนรางนำใดก็ได้ การตั้งค่าแรงดึงล่วงหน้าจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลง

แคร่เลื่อนและรางนำ MONORAIL ผลิตแยกกันด้วยความแม่นยำสูงมาก จึงสับเปลี่ยนได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าแคร่เลื่อนใดก็ได้สามารถใช้บนรางนำขนาดเดียวกันได้ทุกเส้น โดยไม่ส่งผลต่อระดับแรงดึงล่วงหน้า เนื่องจากแรงดึงล่วงหน้าถูกกำหนดโดยชิ้นส่วนกลิ้งของแคร่เลื่อน

การเปลี่ยนแคร่เลื่อน

แคร่เลื่อนขนาดเดียวกันสามารถเปลี่ยนได้โดยยังรักษาแรงดึงล่วงหน้าไว้ ตามประเภทที่แตกต่างกัน แคร่เลื่อนจะมีแม่แบบรูสกรูที่แตกต่างกัน แคร่เลื่อนประเภท A และ B เป็นข้อยกเว้น แม้ว่าจะมีความยาวต่างกัน แต่มีแม่แบบการเจาะรูเหมือนกัน จึงสับเปลี่ยนได้ เช่น แคร่เลื่อนประเภทสั้น (A) และประเภทยาว (B) สามารถสับเปลี่ยนได้โดยไม่จำเป็นต้องดัดแปลงโต๊ะสไลด์ของเครื่องมือกล สำหรับแคร่เลื่อนประเภทอื่นๆ ทั้งหมด การสับเปลี่ยนนี้ไม่เป็นไปได้