A frequência de movimento é uma condição operacional importante ao selecionar um bloco de guia linear, mas nunca deve ser usada como único critério de seleção.
Duas máquinas podem operar a 40 ciclos por minuto, mas uma pode percorrer apenas 50 mm por ciclo enquanto a outra percorre 300 mm. A distância acumulada de deslocamento, a geração de calor, a necessidade de lubrificação e a vida útil necessária da guia serão completamente diferentes.
O método de seleção correto é avaliar o perfil completo do movimento: curso, definição de ciclo, velocidade, aceleração, direção da carga, momento de carga, tempo de operação diário, vida útil necessária, pré-carga, precisão e ambiente de trabalho.
O que realmente significa frequência de movimento?
A frequência de movimento descreve a frequência com que um eixo repete seu movimento, mas o termo pode ser definido de forma diferente por diferentes fabricantes de máquinas.
| Parâmetro | Significado | O que confirmar |
|---|---|---|
| AVC | Distância de viagem unidirecional da mesa móvel | Se o valor declarado é viagem só de ida ou viagem total de ida e volta |
| Um ciclo completo | Um movimento para frente mais um movimento de retorno | Se o controlador conta um ciclo completo ou cada curso individual |
| CPM | Ciclos completos por minuto | Definição do ciclo, tempo de permanência e se o eixo se move continuamente |
| Frequência de reversão | Número de mudanças de direção por minuto | Um ciclo alternativo completo normalmente cria duas reversões |
| Ciclo de trabalho | Porcentagem do tempo total durante o qual o eixo está se movendo | Tempo de mudança, tempo de permanência, turnos por dia e dias úteis por ano |
Antes de calcular a vida guia, confirme como o fabricante da máquina define um ciclo. Se um movimento for contado incorretamente como um ciclo completo de ida e volta, a distância estimada de viagem pode estar errada por um fator de dois.
Calcule a distância da viagem em vez de olhar apenas para o CPM
Para um eixo alternativo no qual um ciclo completo inclui um curso de avanço e um curso de retorno:
Quando o curso é inserido em metros, o resultado é metros por minuto.
Exemplo: Mesma frequência, seis vezes a viagem anual
Considere dois eixos que operam a 40 ciclos completos por minuto, 16 horas por dia e 250 dias úteis por ano.
| Perfil de movimento | AVC | Viagem por minuto | Viagem Anual |
|---|---|---|---|
| Eixo A | 50mm | 4m/min | 960 km/ano |
| Eixo B | 300 milímetros | 24m/min | 5.760 km/ano |
Embora os dois eixos tenham exatamente a mesma frequência de movimento, o Eixo B acumula seis vezes a distância percorrida. Portanto, requer uma vida útil muito maior ou uma substituição mais frequente.
É por isso que categorias de frequência fixa como “abaixo de 30 CPM” ou “acima de 60 CPM” não são suficientes para a seleção do bloco de guia linear.
Inclui cargas de aceleração e reversão de direção
O equipamento alternativo de alta frequência acelera, desacelera e inverte repetidamente a direção. A força de inércia adicional deve ser calculada em vez de assumida apenas a partir do CPM.
- Fum= força de inércia em newtons
- eu= massa móvel total em quilogramas
- um= aceleração linear em metros por segundo ao quadrado
A massa móvel total deve incluir a peça de trabalho, fixação, mesa, suportes, ferramentas, corrente de cabos e outros acessórios que se movem com o carro.
Para um eixo vertical, a gravidade também deve ser incluída:
A aceleração ascendente normalmente aumenta a carga de guia e de acionamento. A aceleração descendente pode reduzir temporariamente o componente da gravidade, mas a frenagem, as paradas de emergência e a inversão de direção ainda podem produzir picos de carga elevados.
Não ignore cargas e momentos de deslocamento
Se o centro de carga estiver acima, ao lado ou na frente do bloco guia, produz-se um momento de tombamento:
- M= momento de carga
- F= força aplicada
- h= distância perpendicular da força ao plano de montagem da guia
Em equipamentos de alta aceleração, a força de inércia atua através do centro de gravidade. Um carro alto, uma ferramenta em balanço ou uma peça deslocada podem, portanto, criar um momento substancial de inclinação, guinada ou rotação durante cada reversão.
Aumentar a distância entre dois trilhos ou entre dois blocos muitas vezes reduz a concentração de carga de forma mais eficaz do que simplesmente selecionar um trilho mais largo.
Para um método de distribuição de carga mais detalhado, consulteComo selecionar o trilho-guia linear e a capacidade de carga do carro.
Calcule a vida guia linear necessária
A frequência do movimento afeta a seleção da guia principalmente porque altera a distância acumulada do percurso e o número de eventos de aceleração e desaceleração.
Para uma guia linear tipo esfera cuja classificação de carga dinâmica do catálogo é definida usando uma referência de vida nominal de 50 km, um cálculo de vida simplificado é:
- eu10= vida útil nominal
- C= classificação de carga dinâmica básica de um bloco
- Peu= carga média equivalente atuando naquele bloco
Se a carga do bloco mudar durante a aceleração, deslocamento em velocidade constante, processamento, desaceleração e deslocamento de retorno, use uma carga média equivalente em vez de uma média aritmética simples.
Esta média cúbica se aplica a guias rolantes do tipo esfera. As guias do tipo rolo podem usar um expoente de vida diferente e um método de cálculo específico do modelo, portanto o catálogo da série selecionada deve ser seguido.
Exemplo: Exigência de vida útil de cinco anos
O exemplo anterior de curso de 300 mm acumula aproximadamente 5.760 km por ano. Durante cinco anos de operação:
Antes de aplicar fatores de vibração, confiabilidade, lubrificação ou correção ambiental, a relação entre classificação dinâmica e carga aproximada necessária é:
Isso significa que um bloco selecionado apenas porque sua classificação dinâmica é duas ou três vezes a carga de trabalho pode não fornecer a vida útil necessária em um eixo alternativo de operação contínua.
Verifique a segurança estática separadamente
A vida dinâmica não confirma a resistência a uma parada repentina, impacto ou pico de carga estacionária. A segurança estática deve ser verificada separadamente:
- fé= fator de segurança estática
- C0= classificação básica de carga estática
- P0= carga máxima atuando no bloco mais carregado
O fator de segurança mínimo exigido depende da vibração, do impacto, da aceleração, da precisão da montagem e das consequências da falha. Use o valor especificado para a série guia selecionada em vez de aplicar um número universal.
Selecione a estrutura do bloco de acordo com a condição de movimento completo
Uma vez calculada a vida útil e a carga do bloco, escolha a estrutura do bloco de acordo com o espaço de instalação, rigidez, resistência ao momento e massa móvel.
| Série DLY | Estrutura | Direção de seleção |
|---|---|---|
| Série HD | Bloco guia de esfera padrão para cargas pesadas | Eixos gerais de CNC e automação que exigem capacidade de carga equilibrada, rigidez e movimento alternativo suave |
| Série ED | Bloco guia esférico de baixo perfil | Equipamento de automação compacto onde a menor altura de instalação e o tamanho reduzido da estrutura do carro são importantes |
| Série RD | Bloco guia tipo rolo | Carga pesada, força de corte mais forte, carga de momento elevado ou aplicações que exigem menor deformação elástica |
| Série MD / Miniatura | Bloco guia de bola em miniatura | Instrumentos pequenos e mecanismos compactos com carga limitada, espaço de instalação estreito e baixa massa móvel |
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Combine o comprimento e a quantidade do bloco com a carga momentânea
Blocos-guia longos e de comprimento padrão do mesmo tamanho de trilho não fornecem capacidade de momento idêntica.
Um bloco mais longo aumenta o comprimento de contato ao longo do trilho e normalmente proporciona maior resistência ao passo e ao momento de guinada. Pode ser útil para um sistema de trilho único, uma carga em balanço ou um carro com distância limitada entre blocos.
No entanto, a utilização de um bloco longo nem sempre proporciona a mesma estabilidade que a utilização de dois blocos com espaçamento adequado. Onde o espaço da máquina permitir, dois trilhos com dois blocos em cada trilho proporcionam uma distribuição de carga mais estável para mesas largas e equipamentos de alta aceleração.
| Estrutura da Máquina | Arranjo de blocos a considerar |
|---|---|
| Carro estreito e equilibrado com baixo momento | Um trilho com dois blocos pode ser aceitável após verificações de momento de rolagem e rigidez de montagem |
| Mesa móvel ampla | Dois trilhos paralelos com vários blocos para melhor resistência ao momento de rolagem |
| Ferramenta em balanço ou carga útil deslocada | Aumente o espaçamento dos trilhos, o espaçamento dos blocos ou o comprimento dos blocos antes de simplesmente aumentar a largura dos trilhos |
| Eixo de corte pesado ou prensagem | Guia esférica maior ou guia de rolos com estrutura de montagem rígida de trilho duplo |
Selecione pré-carregar com cuidado para movimento de alta frequência
A pré-carga reduz a folga interna e melhora a rigidez da guia, mas uma pré-carga mais alta também aumenta a resistência ao rolamento, a força motriz e a geração de calor.
Para um eixo pick-and-place de carga leve e alta velocidade, a pré-carga excessiva pode aumentar a carga do motor sem proporcionar uma melhoria útil no desempenho da máquina.
Para um eixo de máquina-ferramenta exposto a força de corte ou vibração, uma pré-carga maior pode ser necessária para controlar o deslocamento elástico e manter a estabilidade do posicionamento.
| Exigência | Direção de pré-carga |
|---|---|
| Carga leve e alta velocidade | Prefira menor resistência ao funcionamento, a menos que os cálculos de rigidez exijam mais pré-carga |
| Aceleração e reversão frequentes | Equilibre a rigidez com a carga do motor, aumento de temperatura e suavidade |
| Força de corte ou vibração | Considere uma pré-carga mais alta depois de verificar a rigidez da superfície de montagem e a capacidade de acionamento |
| Movimento manual muito suave | Evite pré-carga desnecessária que faz com que o carro pareça apertado |
VerO que é pré-carga de guia linear e como deve ser selecionado?para uma comparação mais detalhada dos níveis de pré-carga.
O curso curto de alta frequência requer atenção especial de lubrificação
Um eixo de curso curto pode acumular um grande número de reversões enquanto os elementos rolantes operam repetidamente em apenas uma pequena seção da pista.
Se o curso for muito curto para redistribuir o lubrificante de forma eficaz, a área de contato poderá ter dificuldade em manter uma película lubrificante estável. Isto pode aumentar o risco de desgaste local ou danos por atrito, mesmo quando a distância total percorrida parece moderada.
Onde o projeto da máquina permitir, deslocamentos periódicos mais longos podem ajudar a redistribuir o lubrificante por uma área maior da pista. O método de lubrificação e o tipo de graxa ainda devem ser confirmados de acordo com o modelo de guia selecionado e o ambiente operacional.
Para aplicações de alto ciclo, verifique:
- Tipo de lubrificante e viscosidade
- Intervalo de reabastecimento de graxa
- Direção do bocal de lubrificação e acesso para manutenção
- Se a lubrificação centralizada é necessária
- Resistência de vedação na velocidade necessária
- Temperatura perto do bloco guia
- Compatibilidade com líquido refrigerante, água, poeira ou produtos químicos de limpeza
Direções de seleção para diferentes padrões de movimento
| Padrão de movimento | Risco Principal | Foco de seleção |
|---|---|---|
| Alto CPM, curso curto e carga leve | Reversões frequentes, dificuldade de filme de lubrificação e resistência de vedação | Guia esférica com pré-carga adequada de baixo atrito, graxa correta e verificação periódica da lubrificação |
| Alta aceleração e rápidas mudanças de direção | Carga de inércia, carga de momento, tensão do parafuso de montagem e vibração | Calcule m × a, reduza a massa móvel e use espaçamento adequado entre trilhos e blocos |
| CPM moderado com curso longo | Elevada distância anual de viagem e vida útil limitada à fadiga | Calcule quilômetros anuais e selecione C de acordo com a vida operacional necessária |
| Baixo CPM com corte pesado ou força de pressão | Carga estática, impacto, deformação elástica e carga de momento | Guia de esfera ou guia de rolo para carga pesada; frequência não é o principal fator decisivo |
| Operação contínua em vários turnos | Esgotamento da lubrificação, aumento de temperatura e vida útil acumulada | Confirme o intervalo de manutenção, o acesso à lubrificação, a vida útil nominal e a temperatura operacional estável |
| Ambiente empoeirado, úmido ou com produção de lascas | Desgaste da vedação, contaminação do lubrificante e danos nas pistas | Selecione vedações, raspadores, tampas, tratamento de superfície e método de manutenção adequados |
Verifique o sistema de guia sob o ciclo de movimento real
Um cálculo deve ser seguido por um teste operacional controlado, especialmente quando a máquina utiliza alta aceleração, tempos de ciclo curtos ou orientação de montagem incomum.
Durante o comissionamento, verifique:
- Mova o carro manualmente ou em baixa velocidade em todo o curso e verifique o aperto local.
- Confirme se os dois trilhos permanecem paralelos e se os parafusos de montagem estão apertados de acordo com a sequência pretendida.
- Opere o eixo em velocidade reduzida antes de aumentar para o perfil de movimento de produção.
- Compare a corrente do motor durante a aceleração, deslocamento em velocidade constante e inversão de direção.
- Verifique a temperatura do bloco depois que o sistema atingir uma condição operacional estável.
- Ouça ruídos de circulação, impacto em pontos de reversão ou alterações no som perto das extremidades dos trilhos.
- Inspecione as vedações e as pistas quanto a vazamento anormal de graxa ou contaminação.
- Registre uma linha de base para carga do motor, temperatura, ruído e repetibilidade de posicionamento para comparação de manutenção futura.
Se o bloco ficar visivelmente mais apertado à medida que a velocidade aumenta, não o substitua imediatamente por um modelo maior. Primeiro verifique o alinhamento do trilho, a precisão da superfície de montagem, a pré-carga, a resistência da vedação, a quantidade de lubrificação e a deformação estrutural.
Informações necessárias para seleção precisa de bloco guia linear
Para selecionar um bloco de guia linear para movimento repetido, forneça a condição operacional completa em vez de apenas o valor CPM.
- Comprimento do curso unidirecional
- Definição de um ciclo
- Ciclos por minuto
- Velocidade linear máxima e média
- Aceleração e desaceleração
- Horário de funcionamento diário e dias úteis anuais
- Massa móvel total
- Corte externo, pressão ou força de processo
- Posição do centro de gravidade
- Espaçamento entre trilhos e espaçamento entre blocos
- Montagem horizontal, vertical, invertida ou lateral
- Precisão e rigidez necessárias
- Vida útil necessária
- Poeira, lascas, líquido refrigerante, água, temperatura e condições de manutenção
Perguntas frequentes
60 ciclos por minuto são considerados alta frequência?
Não por si só. Um curso de 20 mm a 60 CPM e um curso de 500 mm a 60 CPM têm requisitos de distância de deslocamento, velocidade e vida útil muito diferentes. A aceleração, a carga e o tempo de operação diário também devem ser conhecidos.
Uma frequência de movimento mais alta requer um trilho-guia maior?
Não automaticamente. Uma guia maior pode ser necessária quando o requisito calculado de carga, momento, rigidez ou vida útil exceder a capacidade do modelo menor. Aumentar desnecessariamente o tamanho da guia pode aumentar o peso, o custo e a resistência de funcionamento.
Uma guia de rolos é sempre melhor para operação contínua?
Não. As guias de rolos são valiosas quando são necessárias maior capacidade de carga e rigidez. Uma guia esférica pode ser mais apropriada para equipamentos leves e rápidos, onde o movimento suave, o tamanho compacto e a menor resistência são mais importantes.
Um controle deslizante de alumínio com eixo redondo pode ser selecionado de acordo com o baixo CPM?
O baixo CPM por si só não é suficiente. Os sistemas deslizantes de eixo redondo são normalmente considerados de acordo com a carga, deflexão do eixo, rigidez, precisão, custo e estrutura de montagem. Uma máquina de baixa frequência com grande carga de momento ainda pode exigir uma guia linear de perfil.
Por que um bloco guia de curso curto se desgasta mesmo quando o deslocamento anual não é alto?
Cursos repetitivos muito curtos podem manter os corpos rolantes trabalhando em uma área limitada da pista e dificultar a redistribuição do lubrificante. Carga, pré-carga, vibração e contaminação podem aumentar ainda mais o desgaste local.
Entre em contato com a DLY
Envie ao DLY seu curso, definição de ciclo, CPM, velocidade, aceleração, massa móvel, direção da carga, layout do trilho, vida útil necessária, precisão e ambiente de trabalho. Podemos ajudar a comparar as opções de blocos guia lineares HD, ED, RD e miniatura de acordo com a condição completa do movimento.
E-mail: export@dlybearing.com
