Izbira linearnih vodil – kje začeti?

Če ste se lotili izdelave stroja ali naprave, kjer potrebujete tudi linearno gibanje se hitro srečate z vprašanjem katera linearna vodila bi bila najprimernejša za uporabo. Ob pregledu izredno široke ponudbe vodil na trgu, kjer je na voljo veliko različnih tipov vodil, velikosti, preciznosti, različnih cenovnih razredov hitro pride do dileme katera vodila izbrati.

Raziskava in primerjava vseh možnih opcij je lahko zelo zamudna in kompleksna. V pomoč pri prvih korakih pri izbiri linearnih vodil smo zato pripravili nekaj korakov in napotkov, ki vam lahko olajšajo in pohitrijo proces izbire.

1.) Preverite kakšna linearna vodila so uporabljena v podobnih strojih

Zelo velika verjetnost je, da je nekdo že izdelal stroj, napravo ali pripravo ki je zelo podobna vašemu primeru. Zato je zelo smiselno, da v prvem koraku naredite vsaj hitro raziskavo in poizkušate pridobiti informacijo o uporabljenih vodilih v podobnih strojih. Bolj kot gre za priznane proizvajalce strojev večja je verjetnost, da so njihovi inženirji naredili detajlne analize in preračune ko so izbirali vodila in da so izbrali najbolj optimalna vodila, tudi iz vidika primerne preciznosti in togosti vodil Običajno so taka vodila tudi že velikokrat preizkušena v praksi.

2.) Ocena obremenitev v vašem primeru

V začetku je potrebno narediti tudi vsaj grobo oceno obremenitev vodil, ki se bodo pojavljala v vašem primeru. Največja oz. najbolj kritična obremenitev se običajno pojavi v primeru zasilne zaustavitve ali trka stroja. V tem primeru pride do zelo hitre zaustavitve, kar povzroči ogromne sile na vodila. Najbolj kritične so običajno momentne obremenitve, ki nastanejo v taki situaciji. In zato je smiselno narediti oceno obremenitve na linearna vodila v takem primeru.    

3.) Ocena nosilnosti linearnih vodil

Ko ste uspeli pridobiti informacijo o tipu linearnih vodil uporabljenih v podobnih strojih je smiselno preveriti nosilnost takih vodil in jih primerjati z vašimi obremenitvami. Kar se tiče nosilnosti linearnih vodil je običajno najbolj kritičen del linearni ležaj, linearni voziček, linearna puša…Se pravi premikajoč se del sestava linearnega vodila. In zato je potrebno preveriti nosilnost le tega. Linearni ležaji in vozički imajo v katalogih tipično podan faktor dinamične nosilnosti C in faktor statične nosilnosti C0. To sta faktorja, ki se uporabljata v formulah za detajlne preračune življenjske dobe linearnih vodil. Za prvo zelo grobo oceno lahko vzamemo 10-20% vrednosti dinamične nosilnosti C, kot nosilnost za primere dinamičnega gibanja. Če imamo izredno počasno gibanje pa lahko kot zelo grobo oceno nosilnosti vzamemo kar direktno celotno vrednost C0. Zgornja ocena velja za primere tlačnih in nateznih obremenitev vodila in ne za momentne obremenitve. Momentne obremenitve linearni ležaji in vozički bistveno slabše prenašajo v primerjavi s tlačnimi in nateznimi. Zato se jih je najbolj smiselno znebiti s pravilno postavitvijo vodil (2x vzporedno vodilo + 4x linearni ležaj oz. voziček (2x na vsakem vodilu)).

4.) Izračun življenjske dobe linearnih vodil

S pomočjo prejšnjih korakov smo z zelo grobimi metodami prišli do osnovne izbire linearnih vodil. Za končno izbiro oz. potrditev izbranih vodila pa je potrebno narediti izračun življenjske dobe linearnih vodil, ki bo pokazal ali bodo izbrana vodila imela pričakovano življenjsko dobo in so s tem primerna za uporabo. V izračunu se polega podatka o dejanski obremenitvi vodil upošteva tudi druge faktorje kot so tip obremenitve, postavitev, hitrosti, vibracije, temperatura, čistoča delovnega okolja…Detajlna navodila in napotki za izračun so podana v katalogih proizvajalcev. Po naših izkušnjah najboljša navodila za izračun vodil v katalogih podaja nemški proizvajalci vodil Bosch-Rexroth. Na spletu pa obstaja tudi veliko spletnih konfiguratorjev vodil, ki vam lahko pomagajo pri preračunu.

5.) Izbira proizvajalca oz. blagovne znamke linearnih vodil

Veliko linearnih vodil je narejenih po standardih oz. jih različni proizvajalci proizvajajo z identičnimi ključnimi dimenzijami in zelo podobnimi karakteristikami in nosilnostmi, kar omogoča zamenjavo med različnimi proizvajalci vodil. Seveda je vsakokrat potrebno preveriti in narediti primerjavo vseh ključnih dimenzij, faktorjev nosilnosti, ter če se ujamejo tudi razredi preciznosti. Na tem mestu sicer velja opozorilo, da v primeru tirnih vodil morajo biti linearni vozički in vodila od istega proizvajalca. Od tu naprej je stvar izbire odvisna predvsem od razmerja kvaliteta/cena. Premium proizvajalci kot so Bosch-Rexroth, INA, Schneeberger, THK, NSK, HepcoMotion slovijo po visoki kvaliteti in zanesljivosti, ter imajo temu primerno tudi ceno. Zelo dobra izbira v srednjem razredu sta TBI Motion in Hiwin, ki imata najboljše razmerje med kvaliteto in ceno. Seveda pa so na voljo tudi nizko cenovne ECONOMY izvedbe za primere, kjer je ugodna cena glavni faktor.