Рельсовые направляющие качения - на ServoTechnica.Ru!

8–10 м/с 2 и выше, причем такие скорости и ускорения сочетаются с требованиями по точности
позиционирования узлов в несколько микрометров при дискретности перемещений в один микрометр
и менее (до 0,1 мкм). Удовлетворить комплект таких требований при высоких силовых
нагрузках на подвижные узлы могут только современные направляющие качения. Поскольку
РНК и предназначены для использования на таких станках, указанные требования полностью
относятся к этому типу направляющих.
Направляющие качения характеризуются малыми потерями на трение. Так, например, по данным
фирм ТНК и SBC, у всех основных серий шариковых РНК коэффициент трения μ лежит в
пределах 0,002…0,003 и не зависит от скорости перемещения каретки. В связи с этим перемещения
каретки производятся с небольшими усилиями F в соответствии с формулой:
где
F = μР + q
μ – коэффициент трения;
Р – нагрузка на каретку;
q – сопротивление защитных устройств (скребков, уплотнений, прокладок), зависит от
их конструкции и обычно указывается фирмами-изготовителями в соответствующих
каталогах направляющих.
Поскольку каретка сопрягается с рельсом без зазора, у таких направляющих с возрастанием
скорости перемещения не наблюдается характерного для большинства направляющих скольжения
всплывания подвижного узла станка. Соответственно, со стороны направляющих практически
нет ограничений по скорости и ускорению перемещения подвижных узлов. Так, например,
у станка модели Genius 500 фирмы Gross Hülleer скорость быстрых перемещений узлов
достигает 180 м/мин; у станка модели Vision фирмы Chiron ускорения достигают 30 м/с 2 . Ограничения
по скорости все же имеются, но не из-за возможностей самих элементов качения, а из-за
вспомогательных элементов РНК. Например, параметры скорости перемещения для направляющих
Rexroth Star ограничены 5 м/с (т.е. 300 м/мин), а ускорения – 250 м/с 2 (запредельной для
металлорежущих станков) только из-за опасности резкого повышения износа вспомогательных
деталей из синтетических материалов и выхода из строя системы смазки.
Одной из основных причин появления скачкообразности перемещений для обычных (смешанного
трения) направляющих скольжения является падающая характеристика сил трения при
малых скоростях движения и при трогании с места. У направляющих качения характеристика
трения практически не зависит от скорости; при использовании РНК отсутствуют скачки при
трогании узла с места и при малых скоростях перемещения, возможны перемещения с субмикронной
дискретностью, что и отмечается фирмами-изготовителями таких направляющих (см.,
например, каталог [3]).
Благодаря использованию РНК на большинстве новых моделей обрабатывающих центров отечественных
и зарубежных фирм дискретность перемещений составляет 0,1 мкм и менее.
3.5. РНК не должны ограничивать возможности высокопроизводительного резания, даже несмотря
на сравнительно невысокую демпфирующую способность.
В п. 1.2 уже отмечалось, что одним из недостатков направляющих качения (по сравнению с направляющими
скольжения) является их относительно невысокая демпфирующая способность,
которая является следствием малого рассеивания энергии качения шариков (роликов) из-за
небольших потерь на трение. Мерой демпфирования является логарифмический декремент
затухания колебаний
A 1
δ = L n
, где А 1
и А 2
– амплитуды двух колебаний, следующих друг
A 2
за другом в одну и ту же сторону.
21