Embed Size (px)
DESCRIPTION
ok
Citation preview
UNIVERZITET U NIŠU
MAŠINSKI FAKULTET KATEDRA ZA PROIZVODNO MAŠINSTVO
KOMPONENTE NUMERIČKI UPRAVLJANIH
ALATNIH MAŠINA (1.deo)
Niš, jun 2002.god.
Komponenete NUMA
SADRŽAJ SADRŽAJ ......................................................................................................................................2
1. UVOD .........................................................................................................................................4
2. SPECIFIČNOSTI NUMA ........................................................................................................5
3. KOMPONENTE NUMA ..........................................................................................................6
3.1 UVOD ...................................................................................................................................6
3.2 NOSEĆA STRUKTURA MAŠINE ...................................................................................6
3.2.1. Statičko opterećenje ....................................................................................................7
3.2.2 Dinamičko opterećenje ................................................................................................7
3.2.3 Termičko opterećenje ..................................................................................................8
3.3 VOĐICE...............................................................................................................................8
3.3.1 Vođice sa trenjem.........................................................................................................9
3.3.2 V-vođice.......................................................................................................................13
3.3.3 Ravne i vođice u obliku lastinog repa.......................................................................13
3.3.4 Cilindrične vođice.......................................................................................................14
3.3.5 Vođice sa antifrikcionim linearnim kretanjem .......................................................15
3.3.6 Ostale vođice ...............................................................................................................19
3.4 POGONSKI DEO...........................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.4.1 Servomotori .................................................................... Error! Bookmark not defined.
3.4.2 Mehanički prenosni sistem ............................................ Error! Bookmark not defined.
3.5 SENZORI........................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.6 SISTEM ZA NADGLEDANJE ALATA......................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3.6.1 Direktno nadgledanje..................................................... Error! Bookmark not defined.
3.6.2 Indirektno nadgledanje ................................................. Error! Bookmark not defined.
4 TEHNIKE POVEZIVANJA ....................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
4.1 VOĐICE..........................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
4.1.1 Vođice za pravolinijsko kretanje .................................. Error! Bookmark not defined.
4.1.2 Linearne vođice tipa tahovej ......................................... Error! Bookmark not defined.
4.1.3 Montaža igličastih valjaka i ravnog kaveza................. Error! Bookmark not defined.
4.2 ZAVOJNO VRETENO SA RECIRKULACIONOM NAVRTKOM ..................ERROR!
BOOKMARK NOT DEFINED.
2
Komponenete NUMA
4.2.1 Osnovne preporuke za montažu zavojnog vreteno sa recirkulacionom navrtkom
................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.2 Tehnike montaže zavojnog vretena sa recirkulacionom navrtkom................. Error!
Bookmark not defined.
4.2.3 Osnovne preporuke za montažu zavojnog vretena sa recirkulacionom navrtkom
................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.4 Tehnike montaže uležištenja zavojnog vretena sa recirkulacionom navrtkom
................................................................................................... Error! Bookmark not defined.
4.2.5 Greške pri montaži zavojnog vretena sa recirkulacionom navrtkom............. Error!
Bookmark not defined.
4.2.6 Termička dilatacija zavojnog vretena sa recirkulacionom nvrtkom .............. Error!
Bookmark not defined.
5. ZAKLJUČAK...........................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
6. LITERATURA .........................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
3
Komponenete NUMA
1. UVOD
Automatizacija maloserijske i serijske proizvodnje se uspešno izvodi primenom
numerički upravljanih mašina alatki (NUMA). Njihova primena dovodi do povećanja
proizvodnosti, povećanja tačnosti obrade, povećanja vremenskog stepena iskorišćenja
mašine. Niz prednosti koje NUMA pružaju, dobijene su ugradnjom specifičnih
komponenti. Neke od tih specifičnih komponenti obrađene su u ovom radu.
Generalno gledano rad se može podeliti na dve celine. U prvoj celini se obrađuju
mehaničke komponente numerički upravljanih mašina alatki. Akcenat je stavljen na
klizno–vodeći sistem NUMA tačnije na vođice i na sistem za prenos kretanja. Dat je mali
osvrt na konvencionalni tip vođica, dok su u daljem delu obrađene antifrikcione vođice.
Pored vođica u ovom delu je obrađeno i zavojno vreteno sa navrtkom i predstavljeni
najnoviji trendovi u izradi ovog dela NUMA.
U drugoj celini rada obrađena su pravila i predostrožnosti kojih se treba pridržavati pri
montiranju ovih mehaničkih komponenti. Govori se o pravilima i predostrožnosima pri
postavljanju, kako vođica tako i zavojnog vretena, i o problemima koji tada mogu da se
jave i kako da se otklone.
4
Komponenete NUMA
2. SPECIFIČNOSTI NUMA
Izrada i konstrukcija CNC mašina se u mnogome razlikuje od izrade i konstrukcije
konvencionalnih alatnih mašina kako u osnovi mašinskog sistema tako i u osnovi
upravljanja. Ova razlika proizilazi iz potrebe za boljim performansama alatnih mašina, te
se u tom cilju navodi nekoliko osobenosti koje NUMA mora da ispuni:
1. Veći stepen iskorišćenja - uslovljena učestanijim kretanjima radnih organa
mašine, većim opterećenjem elemenata, i većom ugrađenom snagom motora.
2. Viša tačnost – uslovljeni viši zahtevi kod konstrukcije strukture u pogledu
krutosti, prigušenja eliminisanju toplotnih deformacija i habanja.
3. Upravljanje svim funkcijama mašine je daljinsko. Svi prenosnici glavnog i
pomoćnog kretanja su posebno konstruisani, i obično nezavisno upravljani, a
povezani električnim i elektronskim putem
4. Svođenje brzine kretanja na puzeći hod kod približavanja zadatoj koordinati u
cilju smanjenja inercijalnih sila i ostvarenja zadate tačnosti; ulaska u
koordinatu
5. Izmenjivači alata, nosači alata su automatizovani a funkcije izmene alata
uključene u deo numeričkog upravljanja
6. Merni sistem je deo celokupnog sistema i najčešće u zatvorenom kolu sa
ostalim delovima numeričkog upravljanja
7. Vretena NUMA, glavna i pomoćna, izvedena su sa višim stepenom tačnosti,
većih su dimenzija a uležištenju se posvećuje posebna pažnja sa gledišta
krutosti, gušenja oscilacije i toplotnih deformacija.
Pored navedenih razlika, treba imati u vidu i suštinske. Konvencionalna mašina je
orjentisana za direktnu obradu materijala, a kod numerički upravljane mašine alatke
najpre se obrađuju informacije, a zatim odgovarajuće jedinice, na osnovu obrađenih
informacija, vrše kretanja koja služe za neposrednu obradu materijala pripremka.
5
Komponenete NUMA
3. KOMPONENTE NUMA 3.1 UVOD Da bi se zadovoljile napred definisane osobenosti numerički upravljane alatne mašine
često koriste različite mehanotroničke elemente razvijene tokom godina. Međutim,
kvalitet i pouzdanost ovih mašina zavisi od različitih mašinskih elemenata i podsistema
mašine. Pojedini važni delovi CNC mašina na koje treba obratiti pažnju su:
a. Noseća struktura mašne
b. Vođice
c. Pogon
d. Vreteno i uležištenje vretena
e. Merni sistemi
f. Upravljačka jedinica i intefejs operatera
g. Senzori
h. Sistem za nadgledanje alata
3.2 NOSEĆA STRUKTURA MAŠINE
Noseća struktura mašine je noseći i potporni element alatne mašine. Svi motori,
prenosni i drugi funkcionalni delovi alatne mašine, povezani međusobom, čvrsto su
vezani za noseću strukturu mašine. Takođe noseća struktura mašine je izložena statičkim
i dinamičkim silama, pa je zbog toga veoma važno da se noseća struktura mašine ne
deformiše ili ne osciluje, preko dozvoljene granice, kada je izložena dejstvu ovih sila. Sve
komponente mašine moraju da ostanu u tačnom relativnom položaju da bi zadržale
geometrijsku tačnost, bez obzira na intenzitet i pravac dejstva sila. Na konfiguraciju
noseće strukture mašine takođe utiču i razmatranja o načinu proizvodnje, montiranju i
rukovanju alatnom mašinom.
U daljem delu teksta biće reči o osnovnim faktorima koji utiču na izradu noseću
strukture alatne mašine.
6
Komponenete NUMA
3.2.1. Statičko opterećenje
Statičko opterećenje, kod alatne mašine, potiče od težine kliznih delova, obradka i
sile koja se javlja prilikom rezanja. Da bi se deformacija strukture tokom statičkog
opterećenja kretala u dozvoljenim okvirima, noseća struktura treba da ima adekvatnu
krutost i odgovarajuću konfiguraciju strukture. Generalno gledano postoje dve osnovne
konfiguracije alatnih mašina, kao što je prikazano na slici 3.1
b
ba
o
Slika 3.1 Najčešće korišć
3.2.2 Dinamičko opterećenje
Dinamičko opterćenje je termin koji s
tom deluju na noseću strukturu alatne m
vibracije celog mašinskog sistema. Vibrac
a) Neizbalansiranih rotirajućih el
b) Nedozvoljenog uparivanja zup
c) Nepravilno izvedenog uležište
d) Promena u intenzitetu sile reza
Uticaj ovih vibracija na performanse m
a) Povećanjem krutosti strukture
b) Poboljšanjem prigušnih svojst
Stu
o
Radni stMost
Suport alat
ene konfiguracije mašina altki
e koristi za sile koje se neprekidno
ašine tokom njenog rada. Ove s
ije mogu da potiču od:
emenata
čanika
nja
nja tokom obrade (kao kod gloda
ašine se smanjuje:
ava
Pokretni stu
Fiksirani radni st
Vreteno
menjaju i pri
ile dovode do
nja)
7
Komponenete NUMA
3.2.3 Termičko opterećenje
Kod alatnih mašina postoji veći broj lokalnih toplotnih izvora koji povećavaju
toplotni gradijent unutar mašine. Neki od toplotnih izvora su:
a) Električni motor
b) Trenje u mehaničkom pogonu i prenosnicima
c) Proces obrade
d) Temperatura okoline
Ovi toplotni izvori prouzrokuju lokalne deformacije, što za posledicu ima značajno
pogoršanje performansi mašine. Da bi smanjili termičko opterećenje treba se generalno
pridržavati sledećih pravila:
a) Pogon (motor i prenosnik) treba montirati na spoljnom delu mašine
b) Adekvatnim podmazivanjem otkloniti temperaturu nastalu usled trenja u
ležajevima i vođicama
c) Adekvatnim sredstvom za hlađenje i sistemom za otklanjanje opiljaka
otkloniti temperaturu nastalu tokom obrade
d) Strukturu mašine izraditi u termo-simetričnom dizajnu
3.3 VOĐICE
Vođice se, kod alatnih mašina, koriste zbog:
a) Upravljanja pravcem i smerom kretanja suporta ili radnog stola za koja je alat
ili obradak pričvršćen
b) Apsorbcije svih statičkih i dinamičkih sila
Oblik i veličina obradka zavisi od tačnosti pri kretanju i od geometrijske i
kinematske tačnosti vođica. Geometrijski odnos klizača (pokretnog dela) i vođice
(stacionarnog dela) sa osnovom mašine određuje geometrijsku tačnost mašine.
Kinematska tačnost zavisi od odstupanja od pravosti, ravnosti i paralelnosti vođica. Ova
odstupanja dovode do mnoštva pratećih grešaka kao što su greške u koraku, putanji, ili
okretanju što je teško izmeriti i ispraviti. Takođe tokom korišćenja može doći do habanja
8
Komponenete NUMA
vođica što smanjuje tačnost vodećeg kretanja rezultujući tako grešku u kretanju i
pozicioniranju.
Tokom obrade obradka, vrednost translacionog kretanja (veličina pomeranja) može
biti najmanje 20 mm/min, dok tokom operacija kretanja bez obrade kao što je na primer
pozicioniranje (veličina pomeranja) najviše 50 m/min. Za finu obradu površina i za tačno
pozicioniranje tokom obrade, kretanje mora da bude mirno, neprekidno i bez naglih
pokreta. Tokom izrade vođica treba obraditi pažnju na sledeće stvari:
• Tvrdoću
• Sposobnost prigušenja
• Geometrijsku i kinematsku tačnost
• Brzinu klizanja
• Karakteristike trenja
• Otpornost trenju
• Mogućnost podešavanja zazora
• Poziciju u odnosu na radni prostor
• Zaštitu od opiljaka i oštećenja
Ovi faktori variraju u zavisnosti od primene vođica i prema tome izbor vođica i
njihove geometrije može biti od kritične važnosti u pojedinim slučajevima. Relativni
položjaj pogonskog mehanizma u odnosu na vodeće strane klizača je veoma važan. U
idealnom slučaju pogonski mehanizam bi trebalo da bude postavljen tako da otpor trenju
i sila trenja u vodećem sistemu budu konstantni (nepromenljivi).
Postoje dva tipa vođica
a) Vođice sa trenjem
b) Vođice sa antifrikcionim linearnim kretanjem (LM)
3.3.1 Vođice sa trenjem
Vođice sa trenjem su najšire primenjivane vođice kod konvencionalnih alatnih
mašina i to zbog niske cene izrade i dobrih prigušnih svojstava. Ove vođice rade u
uslovima trenja klizanja i nemaju konstantan koeficijent trenja. Koefecijent trenja varira
sa brzinom klizanja, što dovodi do cimanja pri kretanju, kao što je prikazano na slici 3.2
9
Komponenete NUMA
Slika 3.2 Šematski prikaz efekta stick-slip-a
Koefecijent trenja ima visoku vrednost na početku kretanja (kada su brzine još male)
i kako brzina kretanja raste on brzo opada i posle određene kritične brzine ostaje
približno konstantan. Zato, sila koja omogućuje kretanje treba da bude dovoljno velika da
bi savladala trenje. Ova sila prouzrokuje elastične deformacije u pogonskim delovima
(kao što je zavijno vreteno). Ovako uskladištena energija u zavojnom vretenu zajedno sa
uloženom silom dovodi do klizanja i bržeg kretanja suporta. Kako se brzina povećava
trenje opada i dolazi do toga da se trenje zamenjuje klizanjem. Postoji mogućnost da se
ovaj ciklus ponovi i dovede do greške u pozicioniranju i do neujednačenog (skokovitog)
kretanja. Ovaj fenomen je poznat kao stick-slip fenomen a posledica je postojanja
Coulon-ovog trenja. Pojava je naročito značajna kod numerički upravljanih mašina, gde
se efekta stick-slip-a manifestuje u procesu ulaska alata u numerički zadatu koordinatu.
Postojanje izvesne vrednosti Culon-ovog trenja pri kretanju pomakom, je u opštem
slučaju poželjno sa gledišta prigušenja i dostizanja pozicione tačnosti, ali veće vrednosti
trenja dovode do uvijanja elastičnih elemenata sistema i efekta stick-slip-a. Da bi ovim
efektom moglo da se upravlja, potrebno je da se nađu optimalne vrednosti Culon-ovog
trenja koje zadovoljavaju različite konstrukcione zahteve.
U pristupu proračuna, dinamički model koji služi za objašnjenje pojave stick-slip-a
zamenjuje elastično dejstvo elemenata prenosa oprugom krutosti (KC) kao na slici 3.3:
10
Komponenete NUMA
•
z,z
Slika 3.3 Di
Matematički model koji
Gde je tVKF CV ∗∗=
m- masa kliza
FTR-sila trenja
KC-krutost op
kretanju
V-nominalna
FV-sila vuče
Ako se zatim predpostav
i kada se izvrši zamena dobij
m
Iz ove jednačine proizila
a) masa elementa (m
b) krutost elemenata
c) vrednost koeficije
Smanjenje mase klizača
meri, te se praktično kroz sm
V
KC
mFV
namički model za objašnjenje
dgovara dinamičkom modelu
CTR
2
FzKFdt
zdm =∗++
ča i alata
, Culon-ovo trenje
ruge, ukupna krutost svih elem
brzina kretanja klizača
i da je sila trenja u zavisna od
dtdzcFF 0TR ∗−=
a se:
CC2
2
VKzKdtdzc
dtzd
∗=∗+−
zi da do smanjenja efekta stick
) mala
(KC) velika
nta trenja (µ) mala (Slika 3.4
i alata (m), moguće je kons
anjenje mase ne može bitno d
FTR
efekta stick-slip-a
sa slike 3.3 je:
V
enata prenosa koji učestvuju u
brzine klizanja sledi:
0Ft −∗
-slip-a dolazi ako je
)
trukciono samo u ograničenoj
a utiče na efekat stick-slip-a.
11
Komponenete NUMA
Krutost elementata (KC) takođe neznatno pomera granicu pojave stick-slip-a.
Potrebno je veliko povećanje torzione krutosti konstrukcijom kratkih vretena velikog
prečnika, da bi se osetio koristen efekat.
µ
µD
µ11
µ12
•
z
Slika 3.4 Područje stick-slip-a
Da bi smanjili mogućnost pojave stick-slip-a, potrebno je da postoji minimalno i
konstantno trenje između površina u kontaktu. To se postiže korišćenjem traka od
materijala kao što je politetrafluoroetilen (PTFE) ili oblaganjem površina vođica
turcitom. Turcit je specijalna vrsta plastike sa česticama grafita dodatim na površini.
Ovakvi materijali imaju mali i konstantan koeficijent trenja.
Kada se trake izduže, tako da greška pri poravnanju pređe dozvoljenu granicu, one se
mogu zameniti. Vođice koje se koriste kod alatnih mašina imaju različite oblike, i to:
cilindrične, V-vođice (prizmatične vođice), ravne i vođice u obliku lastinog repa. Na slici
3.5 dat je poprečni presek obloženih vođica.Obloga se može staviti na V-vođice, ravne i
vođice u obliku lastinog repa.
V vođenje Vođenje u obliku
lastinog repa Ravno vo|enje
12
Komponenete NUMA
sl.3.5 Poprečni presek obloženih vođica
3.3.2 V-vođice
V ili obrnuto V, vođice su vođice koje se najčešće koriste kod alatnih mašina
naročito na postolju struga. Jedna od prednosti V (obrnutoV) vođica je u tome da trošenje
ne utiče na paralelnost vođica sa vretenom. Kada gornji član “sedne” na donji postoji
direktan kontakt između površina čime se automatski obezbeđuje poravnanje. Zbog toga
nisu potrebne korekcione letve za popunjavanje zazora prouzrokovanog trenjem. Na
nekim mašinama uglovi V-a su različiti što smanjuje mogućnost neravnomernog nošenja
V strana. Većina letvi ima kombinaciju V i ravnih vođica (Slika 3.6) i to da bi sprečili
uvijanje strana i odizanje suporta od vođica
Slika 3.6 V vođice
3.3.3 Ravne i vođice u obliku lastinog repa
Iako V vođice imaju određene prednosti, kod CNC mašina se koriste ravne vođice
(Slika 3.7) i vođice u obliku lastinog repa (Slika 3.8). U odnosu na ostale vođice ravne
vođice imaju bolju noseću sposobnost. Posle perioda korišćenja može doći do habanja
vođica zahvaljujući klizanju jedne površine o drugu.
13
Komponenete NUMA
Slika 3.7 Ravne vođice Slika 3.8 Vođice u obliku lastinog
repa
Korekcione letve se koriste da osiguraju tačnost spajanja kliznih delova ravnih i
vođica u obliku lastinog repa. One imaju konusni oblik i služe za redukciju suvišnog
zazora prouzrokovanog habanjem.
Kod V vođica, ravnih i vođica u obliku lastinog repa kontakt metal-na-metal, izveden
je sa livenim gvožđem-na-liveno gvožđe. Liveno gvožđe može da bude termički tretirano
(kaljeno) da bi mu se povećala tvrdoća i da bi se postigla tačnost obrađene površine.
Ranije su se nakon obrade na odlivku mašine ili odlivku stuba, vođice često ručno
grebale (tuširale) da bi se obezbedilo efikasno nošenje klizača na vođice. Sada se, iako se
i dalje vrši ograničeno grebanje, obrada vrši na preciznim brusilicama.
Kada je vođica sastavni deo odlivka i kada se posle izvesnog vremena izhaba,
potrebno je rastaviti mašinu, zameniti (obraditi) vođice, čime se ponovo uspostavlja njena
tačnost. Da bi se prevazišli ove poteškoće, predobrađena kaljena čelična vođica je
učvršćena za odlivak (podlogu) mašine i ona može da bude zamenjena ako dođe do
habanja ili oštećenja funkcionalne vođice.
3.3.4 Cilindrične vođice
14
Komponenete NUMA
Kod cilindričnih vođica unutrašnji prečnik nosećeg kućišta obezbeđuje oslonac svuda oko
vođice, kao što je prikazano na slici 3.9. Za relativno male traverze i mala opterećenja,
cilindrične vođice su veoma efikasne. Ograničenje pri korišćenju ovih vođica za duge
traverze je u tome da je vodeća šipka oslonjena samo na krajevima i može da se, pod
dejstvom opterećenja na sredini, uvije ili ulegne.
3.3.5 Vođice sa antifrikcionim linearnim kretanjem
Ova vrsta vođica se koristi kod CNC mašina i to da
bi :
a) Smanjile habanje
b) Obezbedile mirno kretanje
c) Smanjile trenje
d) Smanjile generisanje toplote
Slika 3.9 Cilindirčna vođica
Antifrikcione vođice se takođe koriste da bi se prevazišao relativno visok koeficijent
trenja kod kontakta metal-na-metal. One koriste kotrljajuće elemente između pokretnih i
nepokretnih delova mašine i u odnosu na vođice sa trenjem obezbeđuju sledeće prednosti:
a) Mali otpor trenju
b) Bez stick-slip efekta
c) Jednostavnost sastavljanja
d) Komercijalno su raspoložive i isporučuju se u stanju spremnom za ugradnju
e) Sposobnost nošenja velikih opterećenja
f) Mogućnost predopterećenja sa većim silama
g) Veća brzina traverse
U poređenju sa vođicama sa trenjem glavni nedostatak ovih vođica je njihova mala
sposobnost prigušenja. Proizvođači mašina alatki koriste više konstrukcionih opcija za
vođice sa antifrikcionim linearnim kretanjem i to: recirkulacionom posteljicom, linearne
ležajeve sa kuglicama i valjcima kao recirkulacione vođice sa antifrikcionim linearnim
kretanjem, recirkulacione valjkaste ležajeve i poprečne valjkaste ležajeve. Iako rotirajući
elementi ležajeva imaju slabije karakteristike prigušenja od vođica sa trenjem zbog veće
brzine traverse vođice sa antifrikcionim linearnim kretanjem, se više koriste.
15
Komponenete NUMA
Recirkulaciona posteljica
Na slici 3.10 prikazana je konstrukcija sa recirkulacionom posteljicom. Proizvođači
na tržištu nude zaptivene i nezaptivene vođice, što je prikazano na slici 3.11. Najtačnija
tolerancija vratila za neke aplikacije iznosi 0.005 mm
Slika 3.10 Detalj unutrašnje konstrukcije recirkulacione posteljice
Linearni ležajevi sa kuglicama i valjcima
Veliki broj mašina uglavnom koriste valjke da bi obezbedili kretanje kotrljanjem.
Valjci se kotrljaju preko vođica koje su izrađene na odlivku mašine. One veoma efikasno
obezbeđuju mirno i lako kretanje, ali zahtevaju tačnost forme pri izradi na odlivku.
Površine koje su u kontaktu sa valjcima treba da budu kaljene i da imaju ravnu teksturu.
Slika 3.11 Zatvoreni i otvoreni tipovi recirkulacione posteljice
Da bi smanjili problem izrade i tačnosti forme, na postolju mašine mogu da budu
pričvršćene okaljene čelične šine sa specijalizovanim oblikom za vođenje (sl. 5.16), a duž
šina se pokreće po par specijalnih blokova sa recirkulacionim kuglicama. Kuglice
obezbeđuju kretanje kotrljanjem i sve dok kontaktna forma šina odgovara formi kuglica
postojaće kontakt po liniji između kuglica i šina. Ovim postupkom je smanjen koeficijent
trenja i nema stick-slip efekta. Ove vođice zahtevaju izuzetno preciznu izradu.
16
Komponenete NUMA
Tolerancija ukupne sklopne visine H (sl. 5.16) je oko 10 µm, dok je visinska razlika za
dati komplet u granicama od 5 µm (maksimum). Tolerancija dimenzuje A je 15 µm, sa
varijacijama od 10µm (maksimum) za dati komplet šina i ležišnog bloka.
H
A
Slika 3.12 Line
Različite forme linearnih vođica su pr
montiranja ovih vođica objašnjena na slici
Slika 3.12 Različi
Na slici 3.14 prikazana je još jedna fo
presekom.One su izarađene od kaljenog č
pravougaoni blok sa recirkulacionim va
obezbeđujući tako kretanje kotrljanjem
razdvojenih) je pričvršćeno za svaku vodeć
arni ležaj sa kuglicama
ikazane na slici 3.12, dok je primena i metode
3.13
te forme linearnih vođica
rma vodećih šina sa pravougaonim poprečnim
elika pričvršćenog na osnovu mašine, dok se
ljcima-iglama kreće preko vodeće površine
. Par kotrljajućih blokova (međusobno
u površinu.
17
Komponenete NUMA
Korišćenje jedne šine Krišćenje dve šine pri čemu se LM blok
kreće
Krišćenje dve šine pri čemu se LM šina
kreće
Korišćenje dve šine jedne naspram druge
Slika 3.13 Primena i metode montiranja linearnih ležajeva
Slika 3.14 Primer upotrebe linearnog ležaja sa valjcima
Da bi se obezbedio dobar klizno-vodeći sistem potrebno je najmanje 12 kotrljajućih
blokova. Ovakve vođice se koriste za relativno velika opterećenja. Na slici 3.15
prikazana je upotreba ovakvih vođica dok je na slici 5.23 prikazana slikovita ilustracija
ovih vođica.
18
Komponenete NUMA
Slika 3.15 Upotreba linearnih ležajeva sa valjcima
3.3.6 Ostale vođice
Pored konvencijalnih tipova vođica u upotrebi su i sledeći tipovi vođica
a) Hidrostatičke
b) Aerostatičke vođice
19
Komponenete NUMA
Slika 3.16 Slikovita ilustracija linearnih ležajeva sa valjcima
Kod hidrostatičkih vođica površina klizača je odvojena od vođice veoma tankim
filmom fluida pod pritiskom većim od 300 bar-a. Uljni film se pri kretanju održava uz
pomoć spoljnjeg hidrauličnog agregata koji stvara odgovarajuši pritisak. Pozitivan zazor
između vođica je kontrolisan i mali je, ili ne postoji u stacionarnom stanju kada mašina ili
agregat ne rade, a stvara se smo pod dejstvom pritiska ulja. Habanje trenjem i stick-slip
efekt su u potpunosti eliminisani. Uz pomoć ovih vođica dobija se visok stepen
dinamičke krutosti i prigušenja pa obe ove karakteristike doprinose dobrim
sposobnostima obrade. Upotreba ovih vođica ograničena je visokom cenom izrade i
teškoćama pri sastavljanju.
Kod aerostatičkih vođica kliač je podignut na jastuku koji se formira
komprimovanjem vazduha, čime se u potpunosti razdvajaju klizač i površina vođica.
Osnovno ograničenje ovih vođica je njihova slaba krutost što ograničava njihovo
korišćenje samo na pozicionu upotrebu (mašina za koordinatno merenje).
Izbor vođica za pojedinu upotrebu u osnovi zavisi od zahteva nosivosti, prigušenja i
brzine traverse. Da bi dobili maksimalnu korist većina proizvođača alatnih mašina
kombinuje vođice sa trenjem, antifrikcione vođice i frikcione vođice sa turcitnom ili
PTFE oplatom. Ovakva kombinacija obezbeđuje noseći kapacitet antifrikcionih vođica i
prigušne sposobnosti vođica sa trenjem.
Stoga se, zarad ispravnog i komecijalno oprevdanog izbora vođica, upredno navodi
nekoliko karakteristika koje vođenje treba da ispuni. Upoređivanje je vršeno za dve vrste
vođenja: klizno i korljajno što se vidi iz tabele 3.1
Tabela 3.1
Osobine Klizno vođenje Kotrljajno vođenje
Prigušivanje vibracija Dobro Slabo
Tačnost vođenja Dobra Srednja
Opseg broja obrtaja širok Srednji
Troškovi održavanja Veliki Mali
Mogućnost hlađenja Velika Srednja
20
Komponenete NUMA
Pogonska sigurnost Slaba Visoka
U tabeli 3.2 date su osobine i primena linearno uležištenih vođica čiji je način
funkcionisanja opisan u prethodnom delu teksta.
Tabela 3.2 Tip vođica Osobine Primena
HSR.. TA HSR.. TB HSR.. TR (samoregulišući tip-jedinstvena nosivost u četiri pravca HR (samoregulišući tip-razdvojive) HRA HR7 (samoregulišući tip-razdvojive) HRU (samoregulišući tip-razdvojive) SR.. T (samoregulišuće) NSR... TBC (samoporavnavajuć)
Velika opterećenja.Tip vođica sa visokom krutošću i izuzetne tvrdoće. Dug vek trajanja i povećana nominalna nosivost, zahvaljujući velikom prečniku kuglica. Veliki raspon upotrebe zbog jedinstvene nosivosti u četiri pravca . Manjak krutosti u povratnom radijalnom pravcu. Ekstremno tanak tip sa visokom čvrstoćom. Odgovarajući tip za mesta sa prostornim ograničenjem. Moguće je prednapregnuto montiranje. Dovoljne su za formiranje vođica sa jednomšinom. Postoji mogućnost da se prednapregnu. Mašine za automatsko montiranje. Izuzetno velika nosivost. Visoka čvrstoća po montiranju. Samoregulišuće, postiže se mirno kretanje sa visokom tačnošću. Blokovi sa linearnim kretanjem su kompaktni i izuzetno čvrsti zbog svoje konstrukcije Za grubu upotrebu. Moguće je prednapregnuto montiranje
Mašinski centri CNC strugova: X, Y, Z pristup alata za teško struganje Kod brusilica dovodi brusni točak na osovinu Mesta na kojima je potrebna visoka tačnost pri velikim momentima X, Y, Z ose mašina sa električnim pražnjenjem X i Z ose CNC strugova. Montažni roboti; Transportni uređaji Sklopni mehanizam za ploče štampanog kola. Merne instrumente. Izmenjivače alata. Kod brusilica dovodi brusni točak na osivinu. Mašine kod kojih je potrebna visoka tačnost pri jakim momentima Industrijski roboti. Pomeranje stola kod brusilica. X i Y ose mašina sa elektr. pražnjenjem.transportna opremakod fleksibilnih mašinskih sistema. Precizni stolovi, kod bušilica, presa za prosecanje Mašine za zavarivanje. Transport opreme. Automatsko farbanje. Izmenjivač alata. Robot za prenos opreme.
Algoritam za izbor odgovarajućeg tipa linearnog ležaja sa kuglicama dat je u daljem
tekstu. Ovaj algoritma je dao jedan od velikih proizvođača linearnih ležajeva THK.
21
Komponenete NUMA
Statički stepen sigurnosti
Raspoloživi prosto Dimenzije (raspon Pravac instalacije (
Pravac, napadna taFrekvencija upotreTraženi radni vek Preciznost kretanjaUslovi održavanja
Izbor konstruktivn Proračun opterećen
Pretvaranje optereć pravcima u ekviva
Upoređivanje statiza osnovno statičk proračunato opter
je dobar DA Izbeći sva promen Proračunati radno Prevesti dobijenu v Vr.odgovara preporučenom servisnom životu DA DA
1. Postavljanje rednih uslova
2. Selektovanje odgovarajućeg t
3.Proračun opterećenja
4. Proračun ekvivalentnih opte
5. Proračun statičkog stepena sig
6. Proračun srednjeg opterećenja
7. Proračun nominalnog veka tra
8. Proračun servisnog veka traj. u
11. Sigurnosno projektovanje
Određivanje sredst
r za elemente za linearno vođenje , broj blokova za linearno vođenje, broj šina i vuča) horizontalni, vertikalni, pod uglom čka i intenzitet sila koje deluju na klizače be vođica elemenata za vođenje (visoka - sledi iz kriterijuma)
og izvođenja
ja kojim blokovi deluju na vođice
enja kojim blokovi deluju u svim lentno opterećenje
čkog stepena sigurnosti Određ. rad. zazora o opterećenje i maksimalno Određ. načina montir. ećenje
ipa
rećenja
urnosti 9. Proračun krutost 10. Prop. tačnosti
NEljiva opterećenja i svesti ih na srednja opterećenja
rastojanje koristeći se jednačinama o servisnom veku trajanja
rednost za radno rastojanje u servisni vek trajanje u satima
janja
satima
NE
va za podmazivanje
22
Komponenete NUMA
Određivanje načina podmazivanja Određvanje tretmana za površinu Projektovanje zaštite
Kraj selekcije
23
