Os guias lineares, também conhecidos como trilhos lineares, servem como componentes principais em sistemas de movimento linear de alta precisão amplamente utilizados em máquinas-ferramentas, equipamentos de automação e instrumentos de precisão.A sua função principal é apoiar componentes em movimento e orientar o movimento linear recíproco, resistindo a cargas complexas, incluindo binárioA selecção óptima requer uma consideração abrangente dos parâmetros de desempenho do tipo de guia e dos requisitos de instalação.
Com base no projeto do elemento rolante e na forma estrutural, os guias lineares convencionais são categorizados em três tipos, cada um adequado a condições operacionais específicas:
- Vantagens técnicas:
Ter uma precisão de posicionamento a nível de micrômetros que atinja ±0,01 mm, ideal para cenários de posicionamento de precisão.Característica igual de rigidez em todas as quatro direcções capaz de suportar cargas axiais radiais e momentos de inclinação combinadosOferecer um baixo coeficiente de atrito de rolamento entre 0,0015 e 0,002, suportando movimentos de alta velocidade superiores a 1 m/s.
- Limitações: Custo 30 a 50 por cento maior do que os guias cilíndricos que exigem manutenção regular de lubrificação.
- Aplicações típicas: máquinas CNC equipamentos de medição de coordenadas de semicondutores.
- Vantagens técnicas:
Adotar um projeto de contato de linha que aumente a capacidade de carga em 30 a 50% em comparação com guias de esferas da mesma especificação.Funcionar com baixo ruído inferior a 65 dB, adequado para ambientes que exijam uma operação silenciosa. Dispõe de estruturas de autolimpeza com excelente resistência à corrosão, especialmente quando se utilizam materiais de aço inoxidável.
- Limitações: ligeiramente inferior à precisão dos guias de esferas que cumprem a norma ISO 3408-2 Classe 3 e menos rentável para aplicações de carga leve.
- Aplicações típicas: Linhas de produção de automação dispositivos médicos máquinas de processamento de alimentos.
- Vantagens técnicas:
Equipados com um projeto de autoalinhamento que utiliza rolamentos esféricos para compensar os erros de paralelismo da superfície de instalação dentro de ≤ 0,5°.Ter uma estrutura simples com custos de um terço a metade do de guias quadrados- Características de instalação compacta adequada para layouts com espaço limitado.
- Limitações: utilizar um suporte de carga de ponto de contacto que resulte numa menor precisão com um erro de posicionamento de ± 0,1 mm, adequado apenas para cargas leves inferiores a 50 kg.
- Aplicações típicas: Máquinas de trabalho da madeira equipamento de manipulação de materiais dispositivos de automação simples.
- Escolher a precisão do guia com base nos requisitos de precisão do equipamento:
Para equipamentos de precisão geral com erro de posicionamento de ±0,1 mm, são adequados guias de rolos ou guias de esferas econômicas que cumpram a norma ISO classe 5. Para equipamentos de alta precisão com erro de posicionamento de ±0.São necessários guias de esferas de alta precisão de 02 mm superiores à classe ISO 3. Em cenários de alta velocidade superiores a 2 m/s, dar prioridade a guias de rolos com conceção de baixo calor ou trilhos de secção oca para reduzir a inércia.
- Referir-se-á aos quadros de fatores de segurança de carga dinâmica fornecidos pelo fabricante, que normalmente exigem um fator de segurança fs de 1,5 a 2.5:
Primeiro, calcule a carga real, incluindo o peso das forças de corte dos componentes em movimento e as forças de inércia combinadas.Em seguida, verificar a carga dinâmica nominal Ca, assegurando-se de que não é inferior ao produto da carga real e do fator de segurança.. Em cenários com momentos de inclinação, selecione os deslizadores de tipo flange ou aumente o espaçamento do guia para pelo menos 200 mm para melhorar a rigidez anti-inclinação.
- Utilize a fórmula de vida útil L10: L10 é igual a (Ca dividido por P) multiplicado por 10^6 milímetros, onde P é a carga dinâmica equivalente corrigida pelos fatores de funcionamento.Em ambientes adversos com poeira ou umidade, escolha deslizadores com lábios de vedação que ofereçam proteção IP54 ou módulos auto lubrificantes que possam estender o ciclo de lubrificação em 50%.
Classificados por forma da secção transversal, existem dois sistemas principais que precisam ser alinhados com os requisitos de instalação e carga:
- Características estruturais:
Ter uma grande área de contato entre o deslizador e o guia aumenta a capacidade de carga em 40% em comparação com os guias cilíndricos.Adotar um arranjo de quatro fileiras de esferas ou rolos para movimento linear de alta rigidezExigem um nivelamento preciso durante a instalação com uma tolerância de planura de ≤ 0,02 mm por metro, frequentemente utilizada com parafusos em T ou blocos de fixação.
- Cenários típicos: Equipamento de alta precisão de carga pesada, como centros de usinagem e placas de máquinas de moldagem por injecção.
- Características estruturais:
Utilizado em conjunto com rolamentos lineares tolerantes a erros de instalação com paralelismo ≤ 0,1 mm por metro.Falta de superfícies de posicionamento laterais que exijam apoio de eixos de guia com um intervalo de pelo menos um terço do comprimento do guia. Usar predominantemente modelos auto lubrificantes com ciclos de manutenção superiores a 1000 horas.
- Cenários típicos: Equipamento de alta velocidade com carga leve, como linhas de transporte de produtos 3C e guias de leitos médicos.
A selecção da orientação linear deve seguir os princípios da quantificação dos parâmetros de prioridade de função e da adaptação da instalação:
- Decisão sobre o tipo: escolher guias de esferas para cargas pesadas e guias de rolos de alta precisão para alta velocidade e longa vida útil e guias cilíndricas para aplicações econômicas de carga leve.
- Validação de parâmetros: utilizar cálculos de carga, fórmulas de vida útil e tabelas de fatores de segurança para a seleção quantitativa que garanta o cumprimento dos requisitos técnicos.
- Adaptação estrutural: selecionar guias quadrados para necessidades de alta rigidez e guias redondas para uma instalação mais fácil.
Em parceria com os fabricantes que fornecem capacidades de teste de processo completo, como relatórios de precisão e dados de teste de vida útil e reservar uma margem de design de carga de 15 a 20%.A selecção sistemática melhora a precisão do movimento do equipamento, reduz os custos de manutenção e obtém o melhor custo-benefício para sistemas de movimento linear.