Системы линейных перемещений и их использование в промышленности

Системы линейного перемещения активно задействованы в промышленном оборудовании различного назначения. Применяются в станках, конвейерных механизмах, 3D-принтерах и других производственных агрегатах.

Предлагаем обзорную статью по системам линейного перемещения. Мы расскажем, какие функции выполняет оборудование и из каких элементов состоит. Также вы узнаете о преимуществах его использования и способах применения в промышленности.

Особенности строения

Системы линейного перемещения состоят из нескольких элементов, которые обеспечивают прямолинейное передвижение деталей по вертикали или по горизонтали. Точность, равномерность и нагрузочную способность механизмов можно регулировать.

Линейные системы состоят из следующих элементов:

Линейного модуля. Это автономное устройство, включающее двигатель и ведущий винт или шарико-винтовую пару для преобразования вращательного движения в линейное.
Прочного каркаса. Обычно он выполнен из качественной конструкционной стали. Выдерживает сильные нагрузки, обладает повышенной устойчивостью к трению, износу и механическим повреждениям.
Направляющих. Это рельсовые, валовые или винтовые комплектующие, которые создают опору и направление для линейного перемещения, а также контролируют этот процесс.
Элементов перемещения. Комплектующие, которые двигаются по направляющим.

По принципу работы линейные системы подразделяются на рельсовые и винтовые. Рельсовые состоят из длинных прямолинейных деталей (рельсов) со специальными направляющими каналами (или пазами) для перемещения каретки или из круглых закаленных направляющих с линейными подшипниками. Служат опорой для прямолинейного движения вдоль оси, подразделяются на цилиндрические и профильные.

Винтовые системы преобразуют вращательное движение в линейное с помощью вращающегося винта. Состоят из трапецеидальных и шарико-винтовых пар. В зависимости от типа винта бывают двух видов: с накатанной и шлифованной резьбой. Последний вариант показывает более высокую точность, но стоит дороже.

Разновидности направляющих

Есть несколько видов направляющих, которые используются в промышленных станках и агрегатах:

Прецизионные (полированные) валы. Используются в оборудовании с минимальными нагрузками. Имеют низкое трение линейных подшипников.
Шлицевые валы. Применяются в случае, когда нужно выполнить линейное перемещение в сочетании с передачей крутящего момента. Подходят для станков с высокими радиальными нагрузками. Это жесткие и прочные конструкции, где вал и втулка имеют очень крепкое сцепление. Обеспечивают высокую точность перемещения. Не проворачиваются при движении.
Цилиндрические рельсы. Это разновидность полированных валов, которые устанавливаются на специальные опоры. Конструкция исключает возможные провисания и обладает высокой нагрузочной способностью. Имеет несколько точек крепления, что обеспечивает жесткость.
Профильные рельсы. Применяются в механизмах с повышенными требованиями к точности. Обеспечивают плавное движение без застреваний и проскальзываний даже в условиях сильных нагрузок. Позволяют задействовать каретки без настройки. Имеют большую контактную площадь, что создает высокую жесткость конструкции и надежность.

Также применяются призматические системы. Это направляющие по типу «ласточкин хвост», часть станины. Предназначены для механизмов, где требуется максимальная жесткость конструкции. Они несъемные и не подлежат ремонту или замене.

Виды элементов перемещения

К элементам перемещения относятся подшипники линейного типа, которые используются в составе цилиндрических рельсов и полированных валов, каретки в системе профильных рельсов, шлицевые втулки, ролики для призматических систем, гайки ШВП и трапецеидальные гайки.

Существует несколько разновидностей линейных подшипников по типу конструкции:

Закрытые. Есть просто закрытые подшипники, а есть закрытые в корпусе. Они надежно защищены от внешних воздействий и обеспечивают удобство присоединения к элементам, которые необходимо перемещать. Внутренние детали мобильны, их легко заменить при износе.
Открытые. Имеют широкие разрезы, что позволяет их применять на валу с опорой. Менее устойчивы к внешним воздействиям, чем закрытые.

Подшипники могут быть с фланцами и без них. Модели первого типа крепятся прямо к поверхности той или иной детали, что позволяет упростить и ускорить монтаж.

Другие детали в составе системы

Чтобы обеспечить качественную работу системы линейного перемещения, используются дополнительные защитные элементы. К ним относят блоки для защиты от пыли, которые препятствуют ее проникновению в каретку, заглушки для отверстий профильных рельсов, предотвращающие попадание мусора внутрь.

Также применяются блоки смазки для профильных рельсов. Они позволяют легко вносить смазочные материалы на направляющие и обеспечить оптимальную силу трения. Для соблюдения предельного уровня точности работы системы используются ограничители вала и направляющих.

Преимущества использования линейных систем

Системы линейного перемещения представляют собой универсальное решение, которое применяется для выполнения широкого круга производственных задач. Позволяют автоматизировать технологические процессы, значительно сократить трудозатраты и время на производство.

К достоинствам систем линейного перемещения относятся:

высокая точность позиционирования и простота управления (автоматического или ручного типа);
плавное перемещение с низким сопротивлением, что очень важно для оборудования, где необходимо минимизировать вибрации (например, для производства полупроводников или точной металлообработки);
качественные материалы, устойчивые к перепадам температур, коррозии и деформации, которые позволяют снизить вероятность поломок и простоев в производственном оборудовании;
способность выдерживать высокие нагрузки, что необходимо, например, для металлообрабатывающих станков, где перемещаются тяжелые заготовки и инструменты;
устойчивость к износу и длительный срок службы даже при интенсивном использовании, что позволяет сократить расходы на обслуживание;
бесшумная работа благодаря легкости вращения/перемещения и низкому трению;
возможность применения в неблагоприятных условиях окружающей среды, в том числе при высоких и низких температурах;
простота монтажа и замены компонентов;
широкий модельный ряд — легко подобрать линейную систему для промышленного оборудования различного назначения.

Кроме того, системы линейных перемещений, как правило, неприхотливы в обслуживании. Достаточно выполнять регулярную смазку подшипников и проверять работоспособность рельсов и других элементов, чтобы поддерживать оборудование в хорошем состоянии на протяжении длительного времени.

Применение в промышленности

Системы линейного перемещения применяются во всех промышленных узлах, где необходимо передвижение деталей по прямой. Используются в автомобилестроении, строительстве, пищевом производстве, полиграфии, изготовлении бумаги и текстиля, на деревообрабатывающих и мебельных предприятиях и т. д. Позволяют автоматизировать задачи, которые трудно или невозможно выполнить вручную.

Линейные системы используются в станках фрезерования, сверления, плазменной и лазерной резки и сварки. Устанавливаются на конвейеры, упаковочные машины, измерительные системы для движения чувствительного элемента, роботизированные приборы и другое оборудование для автоматизации производственного процесса.

Другие типы оборудования, где применяются системы линейного перемещения:

манипуляционные системы, захватные приспособления;
подъемы платформы, рычажные подъемники, подъемные системы на конвейерных ремнях, механизмы наклона,
электроприводы затвора;
пресс-системы;
линейные скользящие столы;
механизмы открытия и закрытия дверей.

Элементы, входящие в линейную систему станков, отвечают за перемещение заготовок и инструментов. Направляющие обеспечивают минимальное трение для эффективного передвижения деталей, а также снижают нагрузки, возникающие в процессе работы механизма, в том числе двигателей. От них зависит скорость и точность работы оборудования.

Выбор оборудования

Выбор компонентов линейных систем зависит от задач оборудования, типа механизма или машины и габаритов, условий использования (температурного режима, влажности, запыленности и др.) и других особенностей технологического цикла. Также учитывают требования к точности, нагрузочной способности и другие параметры.

Правильно подобрать элементы системы линейного перемещения помогут консультанты компании ISKRA. Мы производим комплектующие для промышленных станков различного назначения, в точности знаем все особенности их строения и применения. Предлагаем заказать продукцию онлайн с доставкой по всей России. Благодаря большим производственным мощностям выполняем заказы любых объемов в короткие сроки.

Для получения консультации позвоните нам или напишите в чате на сайте. Наши сотрудники ответят на все вопросы о комплектующих, предложат подходящие модели под ваши задачи. Также можете оставить контактные данные в онлайн-форме, и мы сами свяжемся с вами.