ضریب اصطکاک خطی مسیر راهنما: چه چیزی بر آن تأثیر می‌گذارد؟

یک راهنما خطی نورد دارای ضریب اصطکاک بسیار کمتری نسبت به یک راهنمای کشویی معمولی است، اما هیچ ضریب واحدی وجود ندارد که برای هر ریل، بلوک و شرایط عملیاتی اعمال شود. مقاومت واقعی در حال اجرا به نوع عنصر نورد، بار خارجی، پیش بارگذاری، آب بندی، روان کننده، سرعت، دما و دقت نصب بستگی دارد.

ضرایب اصطکاک کاتالوگ برای محاسبات اولیه مفید است، اما انتخاب موتور باید بر اساس مقاومت کامل محور باشد. کشش مهر و موم، شتاب، حامل کابل، دم، بال اسکرو و نیروهای فرآیند خارجی ممکن است مهمتر از اصطکاک نورد نظری راهنما باشند.

ضریب اصطکاک راهنما خطی به چه معناست؟

در یک راهنما خطی نورد، توپ ها یا غلتک ها بین راه آهن بلوک و راه آهن در گردش هستند. عناصر غلتشی تماس لغزشی مستقیم را کاهش می دهند و به بلوک اجازه می دهند تا با مقاومت نسبتاً کم حرکت کند و در عین حال بارهای شعاعی، شعاعی معکوس و جانبی را تحمل کند.

یک رابطه ساده بین نیروی اصطکاک و بار نرمال اعمال شده را می توان به صورت زیر نوشت:

کجا:

• اف_r= مقاومت غلتشی مرتبط با بار اعمال شده
• μ= ضریب اصطکاک مرجع
• پ= بار بر روی راهنما

این معادله ساده شده شامل مقاومت ثابت درزگیر انتهایی، مهر و موم پایین، خراش دهنده یا روان کننده نمی شود. همچنین فرض می کند که راهنما به درستی نصب شده است و بار به صورت مورد نظر توزیع می شود.

برای برآوردهای اولیه مهندسی، اصطکاک راهنما خطی غلتشی اغلب در محدوده هزارم پایین تلقی می شود. مقدار دقیق باید از اطلاعات فنی سری و پیکربندی انتخاب شده بدست آید.

ضریب اصطکاک در مقابل مقاومت دویدن واقعی

ضریب اصطکاک و مقاومت در حال اجرا مرتبط هستند، اما قابل تعویض نیستند.

در بارهای خارجی کم، مقاومت آب بندی ممکن است نشان دهنده درصد زیادی از کل نیروی اندازه گیری شده باشد. تقسیم این مقاومت کل بر یک بار کوچک می تواند ضریب اصطکاک ظاهراً بالایی را حتی زمانی که تماس غلتشی داخلی نرمال است ایجاد کند.

به همین دلیل، بیان مقاومت واقعی اندازه‌گیری شده و شرایط آزمایش مفیدتر از گزارش تنها یک ضریب محاسبه‌شده است.

چه عواملی بر اصطکاک راهنما خطی تأثیر می گذارد؟

1. ساختار توپ یا غلتکی

راهنماهای توپ از تماس نقطه ای یا منحنی بین توپ ها و مسیرهای مسابقه استفاده می کنند، در حالی که راهنماهای غلتکی از تماس خطی استفاده می کنند. راهنماهای غلتکی معمولاً استحکام بالاتری را در زیر بار ارائه می دهند، اما مقاومت واقعی در حال اجرا به هندسه راهرو، پیش بارگذاری، آب بندی و روان کننده خاص بستگی دارد.

این درست نیست که فرض کنیم هر راهنمای توپی اصطکاک کمتری نسبت به هر راهنمای غلتکی دارد بدون مقایسه سری انتخاب شده در شرایط معادل.

2. پیش بارگذاری کنید

Preload فاصله داخلی را حذف می کند و استحکام را بهبود می بخشد. همچنین نیروی تماس بین عناصر نورد و مسیرهای مسابقه را افزایش می دهد که مقاومت در حال اجرا را افزایش می دهد.

پیش بارگذاری بالاتر به طور خودکار بهتر نیست. باید با توجه به سختی دستگاه، بار خارجی، دقت نصب، سرعت و موقعیت‌یابی مورد نیاز انتخاب شود. پیش بارگذاری بیش از حد می تواند گرما، تقاضای موتور و حساسیت به ناهماهنگی ریل را افزایش دهد.

3. مهر و موم های انتهایی و خراش دهنده ها

مهر و موم انتهایی روان کننده را حفظ می کند و به جلوگیری از ورود گرد و غبار یا براده ها به بلوک کمک می کند. تماس آنها با ریل مقاومت نسبتاً ثابتی ایجاد می کند که به نسبت مستقیم با بار خارجی افزایش نمی یابد.

مهر و موم های دوتایی، خراش های فلزی و گزینه های ویژه محافظت در برابر آلودگی ممکن است مقاومت را بیشتر افزایش دهند. این مبادله می تواند در محیط های گرد و غبار یا ماشین کاری که حفاظت مهمتر از حداقل نیروی محرکه است، ارزشمند باشد.

4. نوع و مقدار روان کننده

قوام گریس، ویسکوزیته روغن پایه، دما و مقدار پر شدن بر نیروی مورد نیاز برای گردش روان کننده در داخل بلوک تأثیر می گذارد. گریس سرد یا بیش از حد می تواند به طور موقت مقاومت را به خصوص در هنگام راه اندازی افزایش دهد.

روانکاری ناکافی همچنین می تواند با کاهش لایه محافظ بین سطوح تماس، مقاومت را افزایش دهد. هدف صحیح روانکاری پایدار است - نه صرفاً کمترین مقدار روان کننده ممکن.

5. سرعت و دما

ویسکوزیته روان کننده با دما و سرعت تغییر می کند. مقاومت ممکن است در هنگام راه اندازی سرد بیشتر باشد و با گرم شدن روان کننده کاهش یابد. در سرعت بالاتر، رفتار آب بندی، گردش روان کننده و اثرات دینامیکی داخلی می تواند نیروی اندازه گیری شده را تغییر دهد.

بنابراین اصطکاک باید در سرعت عمل واقعی و دمای تثبیت شده زمانی که به داده‌های دقیق نیروی محرکه نیاز است، ارزیابی شود.

6. تراز ریلی و دقت نصب

خطای موازی سازی در یک سیستم دو ریلی، بلوک ها را در حین حرکت جدول به طرفین وادار می کند. سطوح نصب ناهموار، اختلاف ارتفاع ریل و سفت شدن نادرست پیچ نیز می تواند بار داخلی ایجاد کند که در محاسبه اصطکاک نظری ظاهر نمی شود.

اگر مقاومت در موقعیت های مختلف تغییر کرد، قبل از تعویض روان کننده یا تعویض بلوک ها، تراز و دقت نصب را بررسی کنید.

7. جهت و لحظه بار

یک بار کالسکه همیشه به طور مساوی بین همه بلوک ها تقسیم نمی شود. یک مرکز ثقل افست یا نیروی فرآیند، لحظه‌های پیچ، انحراف یا چرخش را ایجاد می‌کند و می‌تواند یک بلوک را به‌شدت بارگذاری کند در حالی که بار دیگر را تخلیه می‌کند.

بار معادل در هر بلوک باید از فاصله واقعی ریل، فاصله بلوک و موقعیت بار محاسبه شود.

8. آلودگی و سایش

تراشه های فلزی، گرد و غبار، گریس خشک شده، خوردگی یا آسیب دیدگی راه آهن می توانند مقاومت را افزایش داده و باعث ایجاد نقاط تنگ موضعی شوند. مقاومت مرتبط با آلودگی یک وضعیت خطا است و نباید به عنوان یک ضریب اصطکاک معمولی در نظر گرفته شود.

چگونه می توان مقاومت حرکتی راهنما خطی را تخمین زد؟

تخمین ساده شده برای بخش راهنما یک محور افقی را می توان به صورت زیر نوشت:

کجا:

• اف_{راهنمای}= مقاومت کل راهنما برآورد شده است
• μ= ضریب اصطکاک نورد مرجع
• پ= بار معادل بر روی بلوک ها
• اف_{مهر و موم}= مقاومت کامل درزگیر و خراش برای همه بلوک ها

این تخمین هنوز نیروی موتور کامل را نشان نمی دهد. محاسبه محور همچنین ممکن است نیاز داشته باشد:

• نیروی شتاب جرم متحرک
• جزء جاذبه روی یک محور عمودی یا شیبدار
• بال پیچ، تسمه، قفسه یا مقاومت سیلندر
• تلفات بلبرینگ و کوپلینگ
• مقاومت در برابر حامل کابل و شلنگ
• دم و مقاومت در برابر پوشش محافظ
• نیروی برش، نیروی فشار یا سایر بارهای فرآیند خارجی

مقاومت در حال اجرا راهنما خطی چگونه اندازه گیری می شود؟

مقاومت در حال اجرا را می توان با یک گیج نیرو یا لودسل که در راستای حرکت کالسکه متصل است اندازه گیری کرد. یک آزمایش مفید نیروی گسست را از نیروی در حال اجرا ثابت جدا می کند.

1. راهنما نصب شده را آماده کنید.
   اطمینان حاصل کنید که ریل ها در یک راستا قرار دارند، پیچ های نصب به درستی سفت شده اند و بلوک ها حاوی روان کننده مشخص شده هستند.
2. مقاومت نامربوط را در صورت امکان حذف کنید.
   اگر هدف فقط آزمایش راهنما باشد، بال‌اسکرو، تسمه، حامل کابل یا سایر اجزای محرک را جدا کنید.
3. نیرویی موازی با جهت حرکت اعمال کنید.
   کشیدن در یک زاویه باعث ایجاد بار جانبی می شود و نتیجه را تغییر می دهد.
4. رکورد قدرت شکست.
   اوج نیروی مورد نیاز برای شروع حرکت پس از ثابت ماندن کالسکه را اندازه گیری کنید.
5. ثبت نیروی دویدن ثابت
   با سرعت ثابت کنترل شده حرکت کنید و مناطق شتاب و کاهش سرعت را حذف کنید.
6. در هر دو جهت اندازه گیری کنید.
   تفاوت جهت بزرگ ممکن است نشان دهنده مشکلات تراز، آب بندی یا توزیع بار باشد.
7. مقاومت را در سکته کامل مقایسه کنید.
   قله های محلی ممکن است نشان دهنده آسیب ریل، خطای نصب یا آلودگی باشد.

گزارش آزمایش باید شامل مدل بلوک، مقدار، پیش بارگذاری، آب بندی، روان کننده، بار اعمال شده، سرعت، دما، موقعیت حرکت و اینکه آیا راهنما به تنهایی یا به عنوان بخشی از محور کامل آزمایش شده است، باشد.

چگونه می توان مقاومت در حال اجرا غیرعادی را شناسایی کرد؟

اصطکاک غیر طبیعی همچنین می تواند به صورت لرزش، افزایش دما یا جریان ناپایدار موتور ظاهر شود. برای تشخیص مرتبط، نگاه کنیدچرا یک راهنما خطی در حین کار می لرزد؟

DLY نوع توپ و غلتکی را عرضه می کندراهنماهای خطیبرای بار، صلبیت، نصب-ارتفاع و نیازهای حرکتی مختلف. پیش بارگیری بلوک، آرایش آب بندی، درجه دقت و روانکاری باید مطابق با شرایط کامل دستگاه تأیید شود.

برای کاربردهای سنگین با هدایت توپ، DLYراهنما مربع HDاز یک ساختار توپ چرخشی چهار ردیفه استفاده می کند. مقاومت واقعی در حال اجرا به اندازه بلوک، پیش بارگذاری، آب بندی، روان کننده، بار و شرایط نصب بستگی دارد تا نام سری به تنهایی.

← بازگشت به وبلاگ DLY