1.4.1 Chức năng của tải trước
Thanh dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL thể hiện hành vi biến dạng đàn hồi không tuyến tính mà có tính giảm dần (degressive). Điều này có nghĩa là các phần tử lăn tương đối mềm dưới lực tối thiểu và trở nên cứng hơn khi lực tăng. Thanh dẫn hướng được tải trước, do đó một phần biến dạng đàn hồi đã được loại bỏ. Kết quả là độ cứng vững tổng thể của hệ thống được cải thiện.
Thanh dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL được tải trước để đảm bảo thanh dẫn hướng ray định hình duy trì khe hở bằng không ngay cả khi chịu lực. Điều này có nghĩa là các phần tử lăn không bị tách khỏi rãnh lăn. Nếu không, do kết quả của tải trước, độ cứng vững của hệ thống sẽ bị ảnh hưởng, từ đó cũng ảnh hưởng đến lực đẩy FV và tuổi thọ sử dụng.
Tác động của tải trước
- Thay đổi độ cứng vững: và do đó cũng thay đổi tần số tự nhiên của hệ thống dẫn hướng
- Ảnh hưởng đến dao động hành trình: biến đổi chuyển động theo chu kỳ của bàn trượt
- Tăng lực cản dịch chuyển: cải thiện khả năng chống dịch chuyển của bàn trượt
- Ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng: tăng tải trọng tác dụng lên bàn trượt, từ đó giảm tuổi thọ danh định. Khi tính toán tuổi thọ, cần đưa tải trước vào như một lực bổ sung
Vì vậy, việc lựa chọn tải trước luôn là sự thỏa hiệp giữa độ cứng vững, lực cản dịch chuyển và tuổi thọ sử dụng, cần được cân nhắc dựa trên ứng dụng. Với mục đích này, SCHNEEBERGER cung cấp bốn cấp tải trước khác nhau V0, V1, V2 và V3.
Tuổi thọ danh định là hàm của tải trước và lực dựa trên ví dụ về thanh dẫn hướng con lăn MR 45. Tỉ lệ P/C (%) với lực tương đương P (N) và tải trọng động danh định C (N) được vẽ theo tuổi thọ danh định Lnom (km). 1=tải trước thấp 2=tải trước trung bình 3=tải trước cao
1.4.2 Cấp tải trước
SCHNEEBERGER cung cấp bốn cấp tải trước khác nhau cho các yêu cầu khác nhau, phạm vi từ 0 - 13% của tải trọng động danh định C. Dung sai của cấp tải trước là ± 3% C. Các giá trị chi tiết có thể tra cứu trong danh mục sản phẩm SCHNEEBERGER MONORAIL và AMS.
V0 - Rất thấp / Khe hở tối thiểu
0% hoặc khe hở tối thiểu
Chỉ có sẵn cho dòng MONORAIL BM (viên bi)
V1 - Tải trước thấp
Khoảng 2-3% của tải trọng động danh định C
Chuyển động tốc độ cao, tải thấp, kéo dài tuổi thọ
V2 - Tải trước trung bình
Khoảng 5-8% của tải trọng động danh định C
Ứng dụng tiêu chuẩn, cân bằng độ cứng vững và tuổi thọ
V3 - Tải trước cao
Khoảng 10-13% của tải trọng động danh định C
Độ cứng vững cao, gia công chính xác, ứng dụng máy công cụ
Tương ứng dòng sản phẩm
- Dòng MONORAIL MR (con lăn): Cung cấp ba cấp tải trước V1, V2, V3 (tải trước thấp, trung bình, cao)
- Dòng MONORAIL BM (viên bi): Ngoài ra cung cấp cấp V0, trong đó tải trước có thể thay đổi giữa tải trước rất thấp và khe hở tối thiểu
Tạo ra tải trước
Tải trước V trong bàn trượt được tạo ra bằng cách sử dụng các phần tử lăn có lắp ghép dôi. Điều này có nghĩa là đường kính của các phần tử lăn lớn hơn vài micromet so với khe hở giữa thanh dẫn hướng và bàn trượt. Vì vậy, khi bàn trượt được đẩy lên thanh dẫn hướng, các sườn bàn trượt bị uốn cong. Tải trước được gây ra bởi lực phục hồi đàn hồi do thân bàn trượt tạo ra. Độ lớn của lực tải trước được thiết lập bằng cách lựa chọn đường kính phần tử lăn thích hợp.
Lực tải trước Fvsp được tạo ra bởi các phần tử lăn, tác dụng ngược lên bàn trượt. Hình cho thấy mặt trên bàn trượt đã được mài tinh.
1.4.3 Tác động của tải trước đến hiệu suất
Độ cứng vững và hành vi rung động
Biên độ của hệ thống giảm chấn thấp phụ thuộc vào tỉ lệ tần số kích thích so với tần số tự nhiên. Độ cứng vững cao hơn làm tăng tần số tự nhiên và giảm độ lệch tĩnh. Trong máy công cụ, mục tiêu là đạt được tần số tự nhiên cao để biên độ khuếch đại duy trì nhỏ nhất có thể dưới lực kích thích và tần số kích thích xác định.
Kết luận: Sử dụng thanh dẫn hướng con lăn với cấp tải trước cao.
Phạm vi tải trước hiệu quả
Đối với tải trọng ngoài nhỏ hơn 3 lần lực tải trước, tải trước được duy trì dưới tải. Điều này có nghĩa là hệ thống có độ cứng vững cao. Nếu lực ngoài vượt quá giá trị lực tải trước, độ cứng vững sẽ giảm. Vì vậy, trong các thiết kế yêu cầu độ cứng vững cao hơn, cần đảm bảo duy trì trong phạm vi lực tải trước hiệu quả.
Điểm thiết kế quan trọng
Khi lực ngoài F < 3 × Fvsp (lực tải trước), hệ thống duy trì độ cứng vững cao.
Khi lực ngoài vượt ngưỡng này, độ cứng vững giảm đáng kể.
Cân nhắc tuổi thọ sử dụng
Cấp tải trước cũng ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng của thanh dẫn hướng. Tải trước V1, V2 hoặc V3 không chỉ tăng độ cứng vững, mà còn tải lên các bề mặt tiếp xúc lăn miễn là tải trước còn hiệu lực. Khi tính toán tuổi thọ, cần đưa lực tải trước vào tính toán tải trọng tương đương như một lực bổ sung.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tuổi thọ sử dụng bao gồm: các lực tác dụng lên bàn trượt MONORAIL, tải trước đã chọn, tải trọng động danh định và xác suất sự kiện. Nếu lực không đổi tác dụng trên toàn bộ khoảng cách hành trình, thì sử dụng lực tương đương P để tính toán tuổi thọ. Tuy nhiên, nếu dự kiến có lực thay đổi, thì phải sử dụng lực tương đương động Pj.
Khuyến nghị lựa chọn
Khi lựa chọn cấp tải trước, cần cân nhắc toàn diện yêu cầu độ cứng vững, tốc độ chuyển động, điều kiện tải và yêu cầu tuổi thọ. Để biết hướng dẫn lựa chọn chi tiết, vui lòng tham khảo Mục 4.5 - Tải trước.
1.4.4 Điều chỉnh và tính lắp lẫn của tải trước
Đo lường và kiểm tra tải trước
Tải trước không chỉ làm cho các sườn bàn trượt phồng ra mà còn tạo ra một vết lõm nhẹ trên mặt trên bàn trượt. Sự biến dạng của mặt trên này tỉ lệ thuận với độ lớn của lực tải trước, vì vậy có thể được sử dụng để đo lường và kiểm tra tải trước.
Lưu ý lắp đặt
Để đảm bảo bàn trượt duy trì tải trước đã cài đặt sau khi lắp đặt, bắt buộc phải tuân thủ các quy cách độ phẳng của kết cấu kết nối được quy định trong tài liệu này. Nếu không, có thể xảy ra mất tải trước hoặc tải trước tăng do biến dạng bàn trượt khi siết vít.
Tính lắp lẫn của bàn trượt
Một đặc điểm của thanh dẫn hướng SCHNEEBERGER MONORAIL là bất kể tải trước, bàn trượt có mặt trên nằm ngang trên bất kỳ thanh dẫn hướng nào. Bàn trượt với các tải trước khác nhau có thể được sử dụng trên bất kỳ thanh dẫn hướng nào. Tải trước đã cài đặt luôn giữ nguyên.
Bàn trượt và thanh dẫn hướng MONORAIL được sản xuất độc lập với độ chính xác rất cao, và do đó có thể hoán đổi hoàn toàn. Điều này có nghĩa là bất kỳ bàn trượt nào cũng có thể được sử dụng trên bất kỳ ray nào cùng kích thước mà không ảnh hưởng đến cấp tải trước, vì tải trước được xác định bởi các phần tử lăn của bàn trượt.
Thay thế bàn trượt
Bàn trượt cùng kích thước có thể được thay thế và tải trước được duy trì. Tùy theo loại, bàn trượt có các mẫu lỗ vít khác nhau. Loại bàn trượt A và B là ngoại lệ. Mặc dù chúng có chiều dài khác nhau nhưng có cùng mẫu khoan, vì vậy có thể hoán đổi. Ví dụ, bàn trượt loại ngắn (A) và loại dài (B) có thể hoán đổi mà không cần sửa đổi bàn trượt máy công cụ. Điều này không thể thực hiện được với tất cả các loại bàn trượt khác.