Teie lineaarne ajam on seotud, teeb lihvivat müra ja rikub oodatust palju varem, kuigi koormus näib olevat spetsifikatsioonide piires. Varjatud süüdlane, kes teie seadmeid hävitab, võib olla külgkoormus, jõud, mis mõjub risti teie ajami ettenähtud liikumisega.
Lineaarsete ajamite külgkoormus viitab ajami liikumisteljega risti mõjuvatele jõududele, mis põhjustavad sidumist, enneaegset kulumist, tihendite rikkeid ja võimalikke katastroofilisi kahjustusi -. isegi väikesed külgkoormused võivad vähendada ajami eluiga 70-90% võrra võrreldes puhtalt aksiaalse koormuse tingimustega.1. Külgkoormuse mõistmine ja kõrvaldamine on ajamite usaldusväärse toimimise seisukohalt ülioluline.
Hiljuti töötasin koos Tomiga, kes oli Ohio osariigis asuva autoosade tehase masina projekteerija, kelle ajamid läksid iga kolme kuu tagant katki, selle asemel, et nad oleksid kolm aastat kestnud, sest tundmatu külgkoormus hävitas sisemised komponendid.
Sisukord
- Mis täpselt on lineaaraktuaatorite külgkoormus?
- Kuidas kahjustab külgkoormus lineaaraktuaatori komponente?
- Millised on tavalised külgkoormuse põhjused?
- Kuidas saab ennetada ja kõrvaldada kõrvallaadimisprobleeme?
Mis täpselt on lineaaraktuaatorite külgkoormus?
Külgkoormus kujutab endast mis tahes jõudu, mis mõjub risti ajami ettenähtud liikumissuunaga, tekitades hävitavaid pingeid komponentidele, mis on projekteeritud ainult aksiaaljõudude jaoks.
Külgkoormus tekib siis, kui jõud mõjuvad õigel nurgal ajami varda või võlli suhtes, tekitades painutusmomente, mis põhjustavad sidumist, paigutusvigu ja laagrite, tihendite ja juhtimissüsteemide kiirendatud kulumist - isegi minimaalne külgkoormus 5-10% aksiaaljõu nimiväärtusest võib põhjustada märkimisväärseid kahjustusi.
Jõuvektorite mõistmine
Lineaartaktuaatorid on konstrueeritud nii, et nad suudavad toime tulla jõududega piki oma kesktelge. Kui jõud mõjuvad selle telje suhtes risti, tekitavad nad:
| Jõu tüüp | Suund | Aktuaatori disain | Tulemus |
|---|---|---|---|
| Aksiaalne jõud | Piki keskjoont | Mõeldud selle jaoks | Optimaalne jõudlus |
| Külgmine koormus | Teljega risti | EI ole selleks mõeldud | Kahjustused ja rike |
| Momentne koormus | Pöörlemine ümber telje | Piiratud võimekus | Sidumine ja kulumine |
Külgkoormuse füüsika
Külgkoormuse tekkimisel toimib käivitusvarda nagu hoova, mis mitmekordistab risti jõudu ja tekitab laagri ja tihendi kohtades tohutuid pingeid. 100 naela suurune külgkoormus, mida rakendatakse 6 tolli kaugusel laagrist, võib tekitada 600 naela-tolli painutusmomendi.2 - ületab kaugelt enamiku ajamite võimekust.
Visuaalne tuvastamine
Tavalised külgkoormuse tunnused on järgmised:
- Saagipunktide kogumine või kriimustused
- Tihendi ebaühtlane kulumine mustrid
- Sidumine töö ajal
- Laagri enneaegne rike
- Väärkajastus ühendatud komponentide arv
Kuidas kahjustab külgkoormus lineaaraktuaatori komponente?
Külgkoormus tekitab kogu ajami sisemiste süsteemide hävitavate mõjude kaskaadi, mis viib kiire ja sageli katastroofilise rikke tekkimiseni.
Külgkoormus kahjustab lineaarseid ajamid, tekitades liigseid laagrikoormusi, moonutades tihenduspindu, põhjustades varda paindumist, tekitades ebaühtlast kulumist ja ülekoormates juhtimissüsteeme - mille tulemuseks on tavaliselt tihendite rike, laagrite purunemine ja ajami täielik väljavahetamine pigem kuude kui aastate jooksul.
Laagrisüsteemi hävitamine
Lineaaraktuaatorite laagrid on projekteeritud radiaalsetele koormustele piki telge, mitte risti jõududele. Külgkoormuse põhjused:
- Punkti laadimine jaotatud jõudude asemel
- Kiirendatud kulumine laagripindadel
- Soojuse tootmine suurenenud hõõrdumisest
- Enneaegne ebaõnnestumine laagrirõngad ja -kuulid
Tihendussüsteemi kompromiss
Külgkoormus moonutab ajami varrast, tekitades:
- Ebatasane tihendi kontakt rõhust
- Enneaegne tihendi väljapressimine ja rebimine
- Vedeliku leke minevikus kahjustatud tihendid
- Saastuse sisenemine läbi kompromiteeritud tihendamise
Reaalse kahju hindamine
Lisa, Wisconsinis asuva toidutöötlemisettevõtte hoolduse juhendaja, jagas oma kogemusi külglaadimise kahjustuste kohta. Tema rajatise ajamid läksid iga 4-6 kuu järel katki:
- 80% tihendi rikke määr
- Täielik laagri asendamine vajalik
- $15,000 aastased asenduskulud
- 2-3 päeva seisakut ühe rikke kohta
Pärast nõuetekohase külgkoormuse kõrvaldamise rakendamist Bepto juhendamisel pikenes tema ajami eluiga minimaalse hooldusega üle 2 aasta.
Millised on tavalised külgkoormuse põhjused?
Külgkoormuse allikate tuvastamine on oluline, et vältida ajami kahjustusi ja tagada süsteemi usaldusväärne toimimine.
Levinumad külgkoormuse põhjused on valesti reguleeritud kinnitusklambrid, paindlikud ühendused ilma nõuetekohase toestuseta, keskpunktist väljasuunatud koormuse rakendamine, soojuspaisumise mõju, kulunud juhtsüsteemid ja käivitusseadme ebaõige mõõtmine - koos üle 60% külgkoormuse rikkeid põhjustab paigaldusviga.3.
Paigaldamise ja joondamise probleemid
Kehvad paigalduspraktikad:
- Valesti reguleeritud kinnitusklambrid
- Ebapiisavad tugistruktuurid
- Paindlikud paigalduspinnad
- Soojuspaisumine ei ole arvestatud
Joondustolerantsid:
- Nurgaviga > 0,1 kraadi
- Paralleelne nihkumine > 0,005 tolli jala kohta
- Paigalduspinna paindumine koormuse all
Laadimisrakenduse probleemid
Off-Center laadimine:
- Käitaja keskjoonest eemale rakendatavad koormused
- Tasakaalustamata mitmepunktilised ühendused
- Ekstsentriline koormusjaotus
- Dünaamilised koormusnihkendused töö ajal
Süsteemi projekteerimise puudused
Ebapiisavad tugisüsteemid:
- Puuduvad lineaarsed juhikud või rööpad
- Ebapiisav struktuuriline jäikus
- Paindlikud ühendused ilma nõuetekohaste piiranguteta
- Alamõõdulised tugikomponendid
Keskkonnategurid
Külgkoormust soodustavad välistingimused:
- Termiline paisumine mis põhjustab kõrvalekaldeid
- Vibratsioon dünaamiliste külgkoormuste loomine
- Arveldamine paigaldusstruktuuride aja jooksul
- Kandke ühendatud komponentides
Kuidas saab ennetada ja kõrvaldada kõrvallaadimisprobleeme?
Õigete projekteerimistavade ja tugisüsteemide rakendamine võib kõrvaldada külgkoormuse ja oluliselt pikendada ajami kasutusiga.
Vältige külgkoormust paigaldamise ajal täpse joondamise, koormuse toetamiseks kasutatavate väliste lineaarsete juhikute, paindlike ühenduste, mis võimaldavad kõrvalekaldeid arvestada, nõuetekohase paigalduskonstruktsiooni ja korrapäraste hoolduskontrollide abil, kusjuures välised lineaarsed juhikud on kõige tõhusam lahendus suure koormusega rakenduste puhul.
Disainilahendused
Välised lineaarjuhid:
Kõige tõhusam lahendus külgkoormuse kõrvaldamiseks on kasutada välised lineaarsed juhikud või rööpad, mis kannavad kõiki risti asetsevaid jõude, võimaldades ajamil pakkuda ainult aksiaalset liikumist.4.
Paindlikud ühendussüsteemid:
- Universaalühendused nurkliigenduste jaoks
- Soojuspaisumise jaoks mõeldud lõõtsmuhvid
- Sfäärilised laagrid mitmeteljelise paindlikkuse tagamiseks
Paigaldamise parimad praktikad
Täpse joondamise protseduurid:
- Kasutage kriitiliste rakenduste puhul laseriga joondamise tööriistu
- Kontrollida paigalduspinna tasasust ja jäikust
- Arvestada soojuspaisumist klambrite konstruktsioonis
- Rakendada reguleeritavad paigaldussüsteemid
Tugistruktuuri nõuded:
- Paigalduspinnad peavad olema jäigad ja hästi toetatud.
- Konsoolide läbipaindumine täiskoormuse korral < 0,001 tolli
- Täpse positsioneerimise jaoks kasutage tüüblinte.
- Vajaduse korral rakendada vibratsiooniisolatsiooni
Bepto külgmised laadimislahendused
Meie vardata silindrite konstruktsioonid on oma olemuselt paremini vastupidavamad külgkoormusele kui traditsioonilised vardatüüpi ajamid, sest:
- Suuremad laagripinnad jaotada koormused tõhusamalt
- Integreeritud juhtsüsteemid käsitleda risti jõude
- Vastupidav konstruktsioon talub paremini kõrvalekaldeid
- Modulaarne paigaldus valikud sobivad erinevatele paigaldustele
Hiljuti aitasime Michaelil, Põhja-Carolinas asuva pakendimasinate ettevõtte inseneril kõrvaldada kroonilised külgkoormuse probleemid, asendades traditsioonilised balloonid meie juhitavate vardata seadmetega, vähendades tema hoolduskulusid 75% võrra ja parandades samal ajal süsteemi töökindlust.
Hooldus ja järelevalve
Regulaarsed kontrollpunktid:
- Kontrollida, kas varda on kriimustunud või kas on ebatavalisi kulumismustreid
- Jälgige tihendi seisundit ja lekkeid
- Kontrollige perioodiliselt paigalduse joondamist5
- dokumenteerida tulemuslikkuse suundumused aja jooksul
Ennetavad meetmed:
- Rakendage plaanilise hoolduse käigus joonduskontrolle
- Vahetage kulunud juhikomponendid enne rikkeid välja
- Jälgige süsteemi jõudlust varajaste hoiatusmärkide leidmiseks
- Hoolduspersonali koolitamine külgmise laadimise tuvastamiseks
Järeldus
Külgkoormus on lineaarsete ajamite vaikne tapja - investeerige nõuetekohasesse konstruktsiooni ja tugisüsteemidesse, et kaitsta oma seadmeinvesteeringuid. ️
Korduma kippuvad küsimused lineaaraktuaatorite külgkoormuse kohta
K: Kui suurt külgkoormust suudab tavaline lineaarne ajam taluda?
Enamik lineaarseid ajamid suudavad külgkoormusena taluda ainult 2-5% oma nimiteljekoormusest, kusjuures isegi väikesed risti suunatud jõud põhjustavad märkimisväärseid kahjustusi ja lühendavad kasutusiga.
K: Kas ma saan pärast paigaldamist lahendada külglaadimisprobleeme?
Jah, ümberpaigutamisprotseduuride, väliste juhtimissüsteemide lisamise, paindlike ühenduste paigaldamise või parema külgkoormuskindlusega ajamite uuendamise kaudu, kuigi ennetamine projekteerimise ajal on alati kuluefektiivsem.
K: Mis vahe on külgkoormuse ja momentkoormuse vahel?
Külgkoormus viitab ristsuunalistele jõududele, samas kui momentkoormus hõlmab pöörlemisjõude ümber ajami telje - mõlemad on hävitavad, kuid momentkoormust saab sageli lahendada õige haakeseadme projekteerimisega.
K: Kas vardata silindrid saavad külgkoormusega paremini hakkama kui vardatüüpi ajamid?
Jah, vardata silindritel on tavaliselt suuremate laagripindade, integreeritud juhtsüsteemide ja tugevama konstruktsiooni tõttu parem külgkoormuse vastupidavus, mistõttu on need ideaalsed võimalike kõrvalekaldeid põhjustavate rakenduste jaoks.
K: Kuidas ma arvutan oma rakenduses külgkoormuse?
Mõõtke koormusandurite abil ristsuunalised jõud või arvutage need geomeetria ja rakendatud koormuste põhjal - kõik jõud, mis ei mõjuta piki ajami keskjoont, aitavad kaasa külgkoormusele ja neid tuleks minimeerida või kõrvaldada.
-
“ISO 15552 - Pneumaatiline vedelikuallikas: eemaldatavate kinnitustega silindrid, seeria 1000 kPa (10 bar)”,
https://www.iso.org/standard/63943.html. ISO standard, mis reguleerib pneumosilindrite projekteerimist ja koormusnimetusi, mis annab aluse arusaamisele, kuidas telgvälised jõud vähendavad ajami kasutusiga. Tõendite roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetused: isegi väikesed külgkoormused võivad vähendada ajami kasutusiga 70-90% võrra võrreldes puhtalt aksiaalsete koormustingimustega. ↩ -
“Paindemoment - Vikipeedia”,
https://en.wikipedia.org/wiki/Bending_moment. Vikipeedia tehniline artikkel, milles defineeritakse paindemomenti kui reaktsiooni, mis tekitatakse konstruktsioonielemendis, kui väline jõud tekitab pöörlemismõju, sealhulgas hoova-käe korrutamispõhimõte. Tõendusroll: mehhanism; Allikatüüp: teadusuuringud. Toed: 100 naela suurune külgkoormus, mis rakendatakse 6 tolli kaugusel laagrist, võib tekitada 600 naela-inch paindemomendi. ↩ -
“ISO 9283 - Manipuleerivad tööstusrobotid: toimivuskriteeriumid ja nendega seotud katsemeetodid”,
https://www.iso.org/standard/76383.html. ISO standard, mis käsitleb joondamise ja asukoha täpsuse nõudeid tööstuslike ajamite ja robotite paigaldamisel, mis on seotud paigaldusvigade rolliga teljestamata koormuse algpõhjusena. Tõendite roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: paigaldusviga on vastutav enam kui 60% külgkoormuse rikete eest. ↩ -
“ISO 12090-1 - Rull-laagrid: silindriliste rull-laagrite vormilõigatud puurid, konstruktsioon ja toimivus”,
https://www.iso.org/standard/72740.html. ISO standard, mis käsitleb lineaarsete juht- ja laagrisüsteemide konstruktsiooni ja kandevõimet, mida kasutatakse ristsuunaliste jõudude kandmiseks ajamite paigaldamisel. Tõendusmaterjali roll: mehhanism; Allikatüüp: standard. Toetused: välised lineaarsed juhikud või rööpad, mis kannavad kõiki ristsuunalisi jõude, võimaldades ajamile ainult aksiaalset liikumist. ↩ -
“ISO 10816-1 - Mehaaniline vibratsioon: masina vibratsiooni hindamine mittepöörlevate osade mõõtmise teel”,
https://www.iso.org/standard/55944.html. ISO standard, mis annab juhiseid mehaaniliste paigaldiste perioodilise seisundi jälgimise kohta, sealhulgas joonduse kontrollimine osana pöörlevate ja lineaarsete masinate ennetava hoolduse programmidest. Tõendusmaterjali roll: general_support; Allikatüüp: standard. Toetab: kontrollida perioodiliselt paigalduse joondamist. ↩
