Les guides linéaires, également connus sous le nom de rails linéaires, sont des composants de base des systèmes de mouvement linéaire de haute précision largement utilisés dans les machines-outils, les équipements d'automatisation et les instruments de précision.Leur fonction principale est de soutenir les composants en mouvement et de guider le mouvement linéaire en résistant à des charges complexes, y compris le couple. Une sélection optimale nécessite une prise en compte complète des paramètres de performance du type de guide et des exigences d'installation.
En fonction de la conception des éléments roulants et de la forme structurelle, les guides linéaires de courant dominant sont classés en trois types, chacun adapté à des conditions de fonctionnement spécifiques:
- Avantages techniques:
Avoir une précision de positionnement au niveau des microns atteignant ±0,01 mm, idéal pour les scénarios de positionnement de précision.Caractéristique: rigidité égale dans les quatre directions, capable de résister à des charges axiales radiales et à des moments d'inclinaison combinésOffrir un faible coefficient de frottement entre 0,0015 et 0,002 pour supporter des mouvements à grande vitesse supérieurs à 1 m/s.
- Limitations: coût 30 à 50% plus élevé que les guides cylindriques nécessitant une maintenance régulière de la lubrification.
- Applications typiques: machines à commande numérique par ordinateur (CNC), équipements de mesure par coordonnées de semi-conducteurs.
- Avantages techniques:
Adopter une conception à contact de ligne qui augmente la capacité de charge de 30 à 50% par rapport aux guides à billes de la même spécification.Fonctionne avec un faible bruit inférieur à 65 dB, adapté aux environnements nécessitant un fonctionnement silencieux. Des structures auto-nettoyables avec une excellente résistance à la corrosion, en particulier lorsqu'on utilise des matériaux en acier inoxydable.
- Limitations: légèrement inférieure à la précision des guides à billes répondant à la norme ISO 3408-2 de classe 3, moins rentable pour les applications à charge légère.
- Applications typiques: Automatisation des lignes de production de dispositifs médicaux et de machines de transformation alimentaire.
- Avantages techniques:
Équipés d'une conception d'auto-alignement utilisant des roulements sphériques pour compenser les erreurs de parallélisme de la surface d'installation à ≤ 0,5°.Avoir une structure simple avec des coûts d'un tiers à la moitié de ceux des guides carrés. Caractéristique d'installation compacte adaptée aux aménagements avec un espace limité.
- Limitations: Utiliser un support de charge en point de contact entraînant une précision inférieure avec une erreur de positionnement de ± 0,1 mm, uniquement adapté aux charges légères inférieures à 50 kg.
- Applications typiques: machines de travail du bois équipement de manutention de matériaux appareils d'automatisation simples.
- Choisir la précision de guidage en fonction des exigences de précision de l'équipement:
Pour les équipements de précision générale dont l'erreur de positionnement est de ±0,1 mm, des guides à rouleaux ou des guides à billes économiques répondant à la norme ISO de classe 5 conviennent.Des guides à billes de haute précision de 02 mm supérieurs à la classe ISO 3 sont requis.Dans les scénarios de vitesse supérieure à 2 m/s, privilégiez les guides à rouleaux à basse température ou les rails à section creuse pour réduire l'inertie.
- Se référer aux tableaux fournis par le constructeur sur les facteurs de sécurité de la charge dynamique, qui exigent généralement un facteur de sécurité fs de 1,5 à 2.5:
Calculer d'abord la charge réelle, y compris le poids des forces de coupe des composants en mouvement et les forces d'inertie combinées.Ensuite, vérifier la charge dynamique nominale Ca en veillant à ce qu'elle ne soit pas inférieure au produit de la charge réelle et du facteur de sécurité. Dans les scénarios avec des moments d'inclinaison, sélectionnez des curseurs de type bride ou augmentez l'espacement des guides à au moins 200 mm pour améliorer la rigidité anti-inclinaison.
- Utilisez la formule de durée de vie nominale L10: L10 est égal (Ca divisé par P) en cubes multiplié par 10^6 millimètres où P est la charge dynamique équivalente corrigée des facteurs de fonctionnement.Dans les environnements difficiles avec de la poussière ou de l'humidité, choisissez des curseurs avec des lèvres étanches offrant une protection IP54 ou des modules autolubrifiants qui peuvent prolonger le cycle de lubrification de 50%..
Classifiés selon la forme de la section transversale, il existe deux principaux systèmes qui doivent être alignés sur les exigences d'installation et de charge:
- Caractéristiques structurelles:
Avoir une grande zone de contact entre le curseur et le guide augmente la capacité de charge de 40% par rapport aux guides cylindriques.Adopter un arrangement à quatre rangées de billes ou de rouleaux pour un mouvement linéaire à haute rigidité. nécessitent un nivellement précis lors de l'installation avec une tolérance de planéité ≤ 0,02 mm par mètre souvent utilisée avec des boulons en T ou des blocs de serrage.
- Scénarios typiques: équipements de haute précision à charge lourde tels que les centres d'usinage et les plaques des machines à injection.
- Caractéristiques structurelles:
Utilisé en association avec des roulements linéaires tolérants aux erreurs d'installation avec un parallélisme ≤ 0,1 mm par mètre.Manque de surfaces de positionnement latérales nécessitant un soutien par des arbres de guidage avec un espacement d'au moins un tiers de la longueur du guide. Utilisez principalement des modèles autolubrifiants dont les cycles de maintenance dépassent 1000 heures.
- Scénarios typiques: équipement à grande vitesse à charge légère tel que les lignes de transport de produits 3C et les guides de lit médical.
La sélection de l'orientation linéaire doit respecter les principes de quantification des paramètres prioritaires des fonctions et d'adaptation de l'installation:
- Décision sur le type: choisir des guides à billes pour des charges lourdes et des guides à rouleaux de haute précision pour des vitesses élevées et une longue durée de vie et des guides cylindriques pour des applications économiques à charge légère.
- Validation des paramètres: utiliser les formules de calcul de la charge, les formules de durée de vie et les tableaux des facteurs de sécurité pour une sélection quantitative garantissant le respect des exigences techniques.
- Adaptation structurelle: sélectionnez des guides carrés pour des besoins de rigidité élevés et des guides ronds pour une installation plus facile.
En outre, collaborer avec des fabricants fournissant des capacités de test de processus complets telles que des rapports de précision et des données de test de durée de vie et réserver une marge de conception de charge de 15 à 20%.La sélection systématique améliore la précision du mouvement de l'équipement, réduit les coûts de maintenance et permet d'obtenir des performances optimales en termes de coût pour les systèmes de mouvement linéaire.