La frecuencia de movimiento es una condición operativa importante al seleccionar un bloque de guía lineal, pero nunca debe usarse como el único criterio de selección.
Dos máquinas pueden operar ambas a 40 ciclos por minuto, pero una puede recorrer sólo 50 mm por ciclo mientras que la otra recorre 300 mm. Su distancia de recorrido acumulada, generación de calor, demanda de lubricación y vida útil requerida de la guía serán completamente diferentes.
El método de selección correcto es evaluar el perfil de movimiento completo: carrera, definición del ciclo, velocidad, aceleración, dirección de la carga, momento de carga, tiempo de funcionamiento diario, vida útil requerida, precarga, precisión y entorno de trabajo.
¿Qué significa realmente la frecuencia del movimiento?
La frecuencia de movimiento describe la frecuencia con la que un eje repite su movimiento, pero el término puede ser definido de manera diferente por diferentes fabricantes de máquinas.
| Parámetro | Significado | Qué confirmar |
|---|---|---|
| Ataque | Distancia de recorrido unidireccional de la mesa móvil | Si el valor declarado es un viaje de ida o un viaje total de ida y vuelta |
| Un ciclo completo | Un movimiento de avance más un movimiento de retorno | Si el controlador cuenta un ciclo completo o cada carrera individual |
| CPM | Ciclos completos por minuto | Definición del ciclo, tiempo de permanencia y si el eje se mueve continuamente |
| Frecuencia de inversión | Número de cambios de dirección por minuto | Un ciclo alternativo completo normalmente crea dos inversiones. |
| ciclo de trabajo | Porcentaje del tiempo total durante el cual el eje está en movimiento | Tiempo de mudanza, tiempo de permanencia, turnos por día y días laborables por año |
Antes de calcular la vida útil de la guía, confirme cómo el fabricante de la máquina define un ciclo. Si un movimiento se cuenta incorrectamente como un ciclo completo de ida y vuelta, la distancia de viaje estimada puede ser errónea en un factor de dos.
Calcule la distancia recorrida en lugar de mirar solo el CPM
Para un eje alternativo en el que un ciclo completo incluye una carrera de avance y una carrera de retorno:
Cuando la carrera se ingresa en metros, el resultado es metros por minuto.
Ejemplo: Misma frecuencia, seis veces el viaje anual
Considere dos ejes que operan a 40 ciclos completos por minuto, 16 horas por día y 250 días hábiles por año.
| Perfil de movimiento | Ataque | Viaje por minuto | Viaje anual |
|---|---|---|---|
| Eje A | 50mm | 4m/minuto | 960 kilómetros/año |
| Eje B | 300 milímetros | 24 m/min | 5.760 kilómetros/año |
Aunque los dos ejes tienen exactamente la misma frecuencia de movimiento, el eje B acumula seis veces la distancia recorrida. Por lo tanto, requiere una vida útil de la guía mucho mayor o un reemplazo más frecuente.
Esta es la razón por la cual las categorías de frecuencia fija como "por debajo de 30 CPM" o "por encima de 60 CPM" no son suficientes para la selección del bloque guía lineal.
Incluir cargas de aceleración e inversión de dirección
Los equipos alternativos de alta frecuencia aceleran, desaceleran e invierten la dirección repetidamente. La fuerza de inercia adicional debe calcularse en lugar de asumirse únicamente a partir del CPM.
- Fa= fuerza de inercia en newtons
- metro= masa total en movimiento en kilogramos
- a= aceleración lineal en metros por segundo al cuadrado
La masa total en movimiento debe incluir la pieza de trabajo, el accesorio, la mesa, los soportes, las herramientas, la cadena portacables y otros accesorios que se mueven con el carro.
Para un eje vertical, también se debe incluir la gravedad:
La aceleración hacia arriba normalmente aumenta la carga de guía y accionamiento. La aceleración hacia abajo puede reducir temporalmente el componente de gravedad, pero el frenado, las paradas de emergencia y la inversión de dirección aún pueden producir cargas máximas elevadas.
No ignore cargas y momentos compensados
Si el centro de carga está encima, al lado o delante del bloque guía, se produce un momento de vuelco:
- METRO= carga de momento
- F= fuerza aplicada
- h= distancia perpendicular desde la fuerza al plano de montaje de la guía
En equipos de alta aceleración, la fuerza de inercia actúa a través del centro de gravedad. Por lo tanto, un carro alto, una herramienta en voladizo o una pieza de trabajo desplazada pueden crear un momento sustancial de cabeceo, guiñada o balanceo durante cada inversión.
Aumentar la distancia entre dos rieles o entre dos bloques a menudo reduce la concentración de carga de manera más efectiva que simplemente seleccionar un riel más ancho.
Para obtener un método de distribución de carga más detallado, consulteCómo seleccionar la capacidad de carga del carro y el riel guía lineal.
Calcule la vida útil requerida de la guía lineal
La frecuencia de movimiento afecta la selección de guía principalmente porque cambia la distancia de viaje acumulada y el número de eventos de aceleración y desaceleración.
Para una guía lineal tipo bola cuya capacidad de carga dinámica de catálogo se define utilizando una referencia de vida nominal de 50 km, un cálculo de vida simplificado es:
- l10= vida útil nominal
- do= capacidad de carga dinámica básica de un bloque
- PAGmetro= carga media equivalente que actúa sobre ese bloque
Si la carga del bloque cambia durante la aceleración, el viaje a velocidad constante, el procesamiento, la desaceleración y el viaje de regreso, use una carga media equivalente en lugar de un promedio aritmético simple.
Esta media cúbica se aplica a guías rodantes de bolas. Las guías de tipo rodillo pueden utilizar un exponente de vida diferente y un método de cálculo específico del modelo, por lo que se debe seguir el catálogo de la serie seleccionada.
Ejemplo: requisito de vida útil de cinco años
El ejemplo anterior de carrera de 300 mm acumula aproximadamente 5.760 km por año. Por cinco años de operación:
Antes de aplicar factores de vibración, confiabilidad, lubricación o corrección ambiental, la relación dinámica-carga requerida aproximada es:
Esto significa que un bloque seleccionado sólo porque su clasificación dinámica es dos o tres veces la carga de trabajo puede no proporcionar la vida útil requerida en un eje alternativo que funciona continuamente.
Verifique la seguridad estática por separado
La vida dinámica no confirma la resistencia a una parada repentina, un impacto o una carga máxima estacionaria. La seguridad estática debe comprobarse por separado:
- Fs= factor de seguridad estático
- do0= capacidad de carga estática básica
- PAG0= carga máxima que actúa sobre el bloque más cargado
El factor de seguridad mínimo requerido depende de la vibración, el impacto, la aceleración, la precisión del montaje y las consecuencias del fallo. Utilice el valor especificado para la serie de guías seleccionada en lugar de aplicar un número universal.
Seleccione la estructura del bloque según la condición de movimiento completo
Una vez calculada la vida útil y la carga del bloque, elija la estructura del bloque según el espacio de instalación, la rigidez, la resistencia al momento y la masa en movimiento.
| Serie DLY | Estructura | Dirección de selección |
|---|---|---|
| Serie HD | Bloque guía de bolas estándar para cargas pesadas | CNC general y ejes de automatización que requieren capacidad de carga equilibrada, rigidez y movimiento alternativo suave. |
| Serie ED | Bloque guía de bolas de perfil bajo | Equipos de automatización compactos donde son importantes una menor altura de instalación y un tamaño reducido de la estructura del carro. |
| Serie RD | Bloque guía tipo rodillo | Carga pesada, fuerza de corte más fuerte, carga de momento elevado o aplicaciones que requieren menor deformación elástica |
| Serie MD / Miniatura | Bloque guía de bolas en miniatura | Instrumentos pequeños y mecanismos compactos con carga limitada, espacio de instalación estrecho y masa móvil reducida. |
Ver los disponiblesSerie de bloques de guía lineal DLYpara opciones de bloque cuadrado, de brida, de perfil bajo, de rodillos y en miniatura.
Haga coincidir la longitud y la cantidad del bloque con la carga de momento
Los bloques guía largos y de longitud estándar del mismo tamaño de riel no proporcionan una capacidad de momento idéntica.
Un bloque más largo aumenta la longitud de contacto a lo largo del riel y normalmente proporciona una mayor resistencia al momento de cabeceo y guiñada. Puede resultar útil para un sistema de un solo carril, una carga en voladizo o un carro con una distancia limitada entre bloques.
Sin embargo, usar un bloque largo no siempre proporciona la misma estabilidad que usar dos bloques con el espacio adecuado. Cuando el espacio de la máquina lo permite, dos rieles con dos bloques en cada riel brindan una distribución de carga más estable para mesas anchas y equipos de alta aceleración.
| Estructura de la máquina | Disposición de bloques a considerar |
|---|---|
| Carro estrecho y equilibrado con momento bajo | Un riel con dos bloques puede ser aceptable después de verificar el momento de balanceo y la rigidez del montaje. |
| Amplia mesa móvil | Dos rieles paralelos con múltiples bloques para una mejor resistencia al momento de balanceo |
| Herramienta en voladizo o carga útil compensada | Aumente el espacio entre rieles, el espacio entre bloques o la longitud de los bloques antes de simplemente aumentar el ancho del riel |
| Eje de corte o prensado pesado | Guía de bolas o guía de rodillos más grande con una estructura rígida de montaje de doble riel |
Seleccione la precarga con cuidado para movimientos de alta frecuencia
La precarga reduce el espacio interno y mejora la rigidez de la guía, pero una precarga más alta también aumenta la resistencia a la rodadura, la fuerza motriz y la generación de calor.
Para un eje de recogida y colocación de carga ligera y alta velocidad, una precarga excesiva puede aumentar la carga del motor sin proporcionar una mejora útil en el rendimiento de la máquina.
Para un eje de máquina herramienta expuesto a fuerza de corte o vibración, puede ser necesaria una precarga más alta para controlar el desplazamiento elástico y mantener la estabilidad del posicionamiento.
| Requisito | Dirección de precarga |
|---|---|
| Carga ligera y alta velocidad. | Prefiere una resistencia de carrera más baja a menos que los cálculos de rigidez requieran más precarga |
| Aceleraciones y reversas frecuentes | Equilibra la rigidez con la carga del motor, el aumento de temperatura y la suavidad. |
| Fuerza de corte o vibración | Considere una precarga más alta después de verificar la rigidez de la superficie de montaje y la capacidad de transmisión. |
| Movimiento manual muy suave. | Evite la precarga innecesaria que hace que el carro se sienta apretado |
Ver¿Qué es la precarga de guía lineal y cómo se debe seleccionar?para una comparación más detallada de los niveles de precarga.
La carrera corta de alta frecuencia requiere atención especial de lubricación
Un eje de carrera corta puede acumular un gran número de inversiones mientras los elementos rodantes operan repetidamente sólo en una pequeña sección de la pista de rodadura.
Si la carrera es demasiado corta para redistribuir el lubricante de manera efectiva, el área de contacto puede tener dificultades para mantener una película lubricante estable. Esto puede aumentar el riesgo de desgaste local o daños por rozamiento incluso cuando la distancia total recorrida parece moderada.
Cuando el diseño de la máquina lo permite, un recorrido periódico más largo puede ayudar a redistribuir el lubricante a lo largo de una mayor superficie de la pista de rodadura. El método de lubricación y el tipo de grasa aún deben confirmarse según el modelo de guía seleccionado y el entorno operativo.
Para aplicaciones de ciclo alto, verifique:
- Tipo de lubricante y viscosidad.
- Intervalo de reposición de grasa
- Dirección del engrasador y acceso de mantenimiento
- Si se requiere lubricación centralizada
- Resistencia del sello a la velocidad requerida.
- Temperatura cerca del bloque guía
- Compatibilidad con refrigerante, agua, polvo o productos químicos de limpieza.
Direcciones de selección para diferentes patrones de movimiento
| Patrón de movimiento | Riesgo principal | Enfoque de selección |
|---|---|---|
| Alto CPM, carrera corta y carga ligera | Reversiones frecuentes, dificultad de la película de lubricación y resistencia al sellado | Guía de bolas con precarga adecuada de baja fricción, engrase correcto y verificación periódica de lubricación |
| Alta aceleración y rápidos cambios de dirección. | Carga de inercia, carga de momento, tensión del perno de montaje y vibración. | Calcule m × a, reduzca la masa en movimiento y use un espacio adecuado entre rieles y bloques |
| CPM moderado con carrera larga | Distancia de viaje anual elevada y vida útil limitada | Calcule kilómetros anuales y seleccione C según la vida útil requerida |
| CPM bajo con fuerza de corte o presión intensa | Carga estática, impacto, deformación elástica y carga de momento. | Guía de bolas o guía de rodillos para cargas pesadas; La frecuencia no es el principal factor decisivo. |
| Funcionamiento continuo en varios turnos | Agotamiento de la lubricación, aumento de temperatura y vida acumulada. | Confirme el intervalo de mantenimiento, el acceso a la lubricación, la vida útil nominal y la temperatura de funcionamiento estable |
| Ambiente polvoriento, húmedo o que produce virutas | Desgaste de sellos, contaminación del lubricante y daños en las pistas de rodadura | Seleccione sellos, raspadores, cubiertas, tratamiento de superficie y método de mantenimiento adecuados |
Verificar el sistema de guía bajo el ciclo de movimiento real
Un cálculo debe ir seguido de una prueba de funcionamiento controlada, especialmente cuando la máquina utiliza una alta aceleración, tiempos de ciclo cortos o una orientación de montaje inusual.
Durante la puesta en marcha, comprobar:
- Mueva el carro manualmente o a baja velocidad durante todo su recorrido y verifique que esté apretado localmente.
- Confirme que los dos rieles permanezcan paralelos y que los pernos de montaje estén apretados según la secuencia prevista.
- Ejecute el eje a velocidad reducida antes de aumentar al perfil de movimiento de producción.
- Compare la corriente del motor durante la aceleración, el desplazamiento a velocidad constante y la inversión de dirección.
- Verifique la temperatura del bloque después de que el sistema alcance una condición de funcionamiento estable.
- Escuche el ruido de circulación, impactos en los puntos de inversión o cambios en el sonido cerca de los extremos de los rieles.
- Inspeccione los sellos y las pistas de rodadura para detectar fugas anormales de grasa o contaminación.
- Registre una línea de base para la carga del motor, la temperatura, el ruido y la repetibilidad de posicionamiento para futuras comparaciones de mantenimiento.
Si el bloque se vuelve notablemente más apretado a medida que aumenta la velocidad, no lo reemplace inmediatamente con un modelo más grande. Primero verifique la alineación del riel, la precisión de la superficie de montaje, la precarga, la resistencia del sello, la cantidad de lubricación y la deformación estructural.
Información necesaria para una selección precisa del bloque guía lineal
Para seleccionar un bloque de guía lineal para movimiento repetido, proporcione la condición de funcionamiento completa en lugar de solo el valor de CPM.
- Longitud de carrera unidireccional
- Definición de un ciclo
- Ciclos por minuto
- Velocidad lineal máxima y media
- Aceleración y desaceleración
- Horario de funcionamiento diario y días laborables anuales.
- masa total en movimiento
- Fuerza de corte, prensado o proceso externo
- Posición del centro de gravedad
- Espaciado de rieles y espaciado de bloques
- Montaje horizontal, vertical, invertido o lateral
- Precisión y rigidez requeridas.
- Vida útil requerida
- Polvo, virutas, refrigerante, agua, temperatura y condiciones de mantenimiento.
Preguntas frecuentes
¿Se consideran 60 ciclos por minuto alta frecuencia?
No por sí solo. Una carrera de 20 mm a 60 CPM y una carrera de 500 mm a 60 CPM tienen requisitos de distancia de recorrido, velocidad y vida útil muy diferentes. También se deben conocer la aceleración, la carga y el tiempo de funcionamiento diario.
¿Una mayor frecuencia de movimiento requiere un carril guía más grande?
No automáticamente. Es posible que se requiera una guía más grande cuando los requisitos de carga, momento, rigidez o vida útil calculados exceden la capacidad del modelo más pequeño. Aumentar el tamaño de la guía innecesariamente puede agregar peso, costo y resistencia al correr.
¿Es siempre mejor una guía de rodillos para un funcionamiento continuo?
No. Las guías de rodillos son valiosas cuando se requiere mayor capacidad de carga y rigidez. Una guía de bolas puede ser más apropiada para equipos ligeros y rápidos donde el movimiento suave, el tamaño compacto y la menor resistencia son más importantes.
¿Se puede seleccionar un control deslizante de aluminio de eje redondo según un CPM bajo?
Un CPM bajo por sí solo no es suficiente. Los sistemas deslizantes de eje redondo normalmente se consideran según la carga, la desviación del eje, la rigidez, la precisión, el costo y la estructura de montaje. Una máquina de baja frecuencia con grandes momentos de carga aún puede requerir una guía lineal de perfil.
¿Por qué se desgasta un bloque guía de carrera corta incluso cuando el recorrido anual no es alto?
Las carreras repetitivas muy cortas pueden mantener los elementos rodantes trabajando sobre un área de pista limitada y dificultar la redistribución del lubricante. La carga, la precarga, la vibración y la contaminación pueden aumentar aún más el desgaste local.
Contacto DLY
Envíe DLY su carrera, definición de ciclo, CPM, velocidad, aceleración, masa en movimiento, dirección de carga, disposición del riel, vida útil requerida, precisión y entorno de trabajo. Podemos ayudar a comparar las opciones de bloques guía lineales HD, ED, RD y en miniatura según la condición de movimiento completa.
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