Amikor egy koordináta-mérőgép látható érintkezés, kenőanyag és pálcacsúszás nélkül siklik végig az úton, akkor szinte biztosan légcsapágyon közlekedik, és a legtöbb precíziós gépben gránit a felület, amelyen halad. A fedett gránit és a sűrített levegő párosítása a modern metrológiai berendezések, félvezető fokozatok és lineáris motorplatformok csendes alapja. Ez az útmutató elmagyarázza, hogyan működik a gránit légcsapágy, miért részesítik előnyben a gránitot a kerámiával szemben a legtöbb alkalmazásban, hogyan határozzák meg a teherbírást és a merevséget, mire van szükség a levegőellátáshoz, és hogyan határozható meg egy praktikus kiválasztási ellenőrző lista segítségével.
Hogyan működik a légcsapágy-vezetés
A légcsapágy a szilárd csúszó érintkezést egy vékony, általában néhány mikrométertől néhány tíz mikrométer vastagságú, túlnyomásos levegőréteggel helyettesíti. A levegő a csapágybetét kis nyílásain vagy porózus tartományán keresztül áramlik be, szétterjed a párna és a vezetőfelület közötti résbe, és a széleken távozik. A fólián belüli nyomás hordozza a terhelést, így a kocsi inkább lebeg, mint érint. Mivel nincs fém-fém érintkezés, nincs leküzdendő statikus súrlódás a mozgás megkezdésekor, nincsenek kopó részecskék, és nincs kenőanyag, amely magához vonzza a port vagy elpárologna a tisztatérben.
A fólia két tulajdonsága annyira számít, mint a terhelés. Az első az átlagolás: a film áthidalja a mikroszkopikus csúcsokat és mélypontokat a vezetőfelületen, kiszűrve a rövid hullámhossz hibákat, így a hasznos teher sokkal simább pályát lát, mint a nyers felületi profil. A második a csillapítás: a légfilm eloszlatja a vibrációs energiát, ami kiegészíti magának a gránitnak a természetes csillapítását. Ezek az effektusok együttesen szubmikrométeres egyenességgel és nanométeres skálafelbontással hoznak létre mozgást, ami pontosan az, amit a CMM légcsapágyfokozatok és optikai ellenőrző rendszerek megkövetelnek.
Miért gránit acél vagy kerámia helyett?
A vezetőfelület a légcsapágyrendszer fele, minősége dönti el az egészet. A gránit három előnnyel jár. Kimagasló laposságra lapozható, rutinszerűen mikrométeres szinten nagy területeken, ami stabil és kiszámítható hézagot ad a légfilmnek. Magas belső csillapítással rendelkezik, így a kombinált szerkezet nem gyűrűzik úgy, mint egy acél mód. Méretben pedig nyugodt: a hőtágulása az acél kis töredéke, és nem korrodálódik, így a résgeometria évekig átvészeli a hőmérséklet-ciklusokat és a párás tisztatér levegőjét utólagos munka nélkül.
A kerámia vezetők, jellemzően alumínium-oxid vagy szilícium-karbid, előfordulnak egyes gépekben, és valódi erősséggel rendelkeznek. Keményebbek, mint a gránit, nagyobb érintkezési terhelést viselnek el, ha hibrid gömblevegő-rendszereket használnak, és bizonyos geometriák esetén könnyebbek is lehetnek ugyanolyan merevség mellett. A gyakorlatban a választás az alkalmazáson múlik. A legtöbb CMM és metrológiai platform esetében a gránit nyer a pontossági egységenkénti költségen, a rendelkezésre álló mérettartományon és a javíthatóságon, mivel a kopott vagy sérült gránitvezető visszalapolható a helyére, míg a kerámiavezető általában az egész alkatrész cseréjét jelenti. A kerámiák általában ott keresik a prémiumot, ahol az extrém keménység, agresszív környezet vagy nagyon nagy gyorsulás dominál.
Terhelhetőség és merevség
A légcsapágy teherbírása egyszerűen a fólia integrált nyomása a betét területére, amelyet a betáplálás és az él közötti nyomásprofil csökkent. Hozzávetőleges gyakorlati útmutató: a tipikus 4-6 bar körüli tápnyomásokkal és hatékony betétkialakítással 1,5-3 bar effektív fólianyomás érhető el a betétfelületen, tehát egy 50 x 100 mm-es betét 75-150 kg-ot hordoz a ráhagyással. A többpados kocsik közvetlenül növelik a kapacitást.
A merevség a rés változása a terhelés változásának egységére, és ez az, ami megakadályozza, hogy a hasznos teher a terhelés eltolódásával a vezető irányába ereszkedjen. A fólia merevsége a betáplálási nyomás és a kisebb tervezési hézag hatására növekszik, de a túl kicsi rés érzékenysé teszi a csapágyat a felületi síkossági hibákra és a részecskékre. A jól megtervezett, átlapolt gránit csapágyak a termékcsalád közepén futnak, ötvözve a jelentős merevséget a valós felületi minőség toleranciájával. A beszállítók összehasonlításakor kérje a terhelés és a rés közötti görbét és a fólia merevségét az üzemi terhelésnél, ne csak a maximális terhelési számot, mert egy kis terhelésnél magasan lebegő és nagy terhelésnél merülő csapágy ezt mutatja az egyenességi adatokban.
Légfólia-rés és légutánpótlási követelmények
A tervezési rés úgy van megválasztva, hogy illeszkedjen a vezető síkságához és a levegő tisztaságához. A nagyobb rések megbocsátják a felületi hibákat és a részecskéket, de csökkentik a merevséget; A precíziós gépek általában 5-12 mikrométeres hézagokat helyeznek el a lapolt grániton. Ez az oka annak, hogy a vezetősíkság olyan szigorúan van meghatározva: a fólia csak a saját vastagságához képest kicsi hibákat képes átlagolni.
Ugyanilyen gondosságot igényel a levegőellátás. A jellemző követelmények a tiszta, száraz, 4-8 bar nyomású, 0,1 mikrométerre vagy jobbra szűrt levegő a precíziós munkavégzéshez, és a harmatpont elég alacsony ahhoz, hogy megakadályozza a kondenzációt a vezetékekben, általában 10 °C alatti nyomáson. Az olaj az ellenség: még az olajköd nyomai is bevándorolnak a fóliába, és lerakódnak a vezetőre, így az olajmentes kompresszorok vagy a koaleszcens és a szénszűrők alapfelszereltségnek számítanak. A szabályozókat és a tartályokat úgy kell méretezni, hogy a fogyasztás egyenletes maradjon, mert a nyomás hullámzása közvetlenül mozgáshullámként jelenik meg a színpadon. A fogyasztás a betét méretétől és résétől függ, a kis betéteknél a percenkénti néhány litertől a nagy, többbetétes kocsiknál jóval száz felettiig, tehát az ellátást a teljes mennyiségből kell megtervezni, redundanciával vagy olyan akkumulátorral, ahol a váratlan leállás miatt a gép rátelepedne a vezetőire.
Ahol gránit légcsapágyakat használnak
Ugyanaz a fizika több gépcsaládot is kiszolgál, és mindegyiknél más a hangsúly.
| Alkalmazás | Mit csinál a légcsapágy | Miért illik a gránit? |
| CMM és mérőgépek | Súrlódásmentes, ismételhető mozgással hordozza a szondakocsit az X és Y síneken | Az átlapolt síkság és a csillapítás mikrométer alatti egyenességet biztosít hosszú utazás során |
| Metrológiai rendszerek | Sodródásmentes referenciamozgást biztosít az optikai és tapintható érzékelők számára | A hőstabilitás érvényben tartja a kalibrációt az újraellenőrzések között |
| XY szakaszok | Támogatja a hasznos terheket a nanométeres felbontású meghajtókkal rendelkező sík, többpados elrendezéseken | A nagy merevség kiváló síksággal párosul a nagy lemezeken |
| Lineáris motoros platformok | Helyettesíti a mechanikus vezetőutakat, ahol az érintkezés hullámzást és részecskéket okoz | Nem mágneses, tiszta és kompatibilis a nagy gyorsulási profilokkal |
| Félvezető ellenőrző berendezés | Elhelyezi a lapkákat és az érzékelőket anélkül, hogy kopáshulladékot generálna | Nem tartalmaz kenőanyagot, nem tartalmaz részecskéket, tiszta helyiségben stabil |
Gyakorlati kiválasztási ellenőrzőlista
Mielőtt árajánlatot kérne, dolgozzon át hat tételt. Egy órát vesz igénybe az előkészítés, és hetekig tartó iterációt takarítanak meg.
Terhelés: adja meg a hasznos teher tömegét, annak súlypont-eltolását, és azt, hogy a terhelés állandó vagy változik-e a ciklus során. Ide tartoznak a motorok és kábelek előfeszítési iránya és dinamikus erői is.
Utazás és boríték: adja meg a szükséges löketet minden tengelyen, a rendelkezésre álló helyet, valamint a kemény ütközők helyzetét és a kábelkezelést. A vezetőhossz beállítja a csapágybetétek számát és távolságát.
Pontossági követelmények: fejezze ki ezeket egyenességben, a megtett út síkságában, dőlésszögben, a teljes löket alatti elfordulásban és elfordulásban, valamint az ismételhetőségben. Az itt található számok határozzák meg a gránit útmutató átlapolási specifikációját.
Levegőellátás: ellenőrizze a rendelkezésre álló nyomást, a harmatpontot és a szűrést a gép bemeneténél, valamint azt, hogy a vezeték meg van-e osztva más berendezésekkel, amelyek nyomáscsökkenést okozhatnak.
Környezet: hőmérséklet-tartomány és stabilitás, páratartalom, a padló vibrációja és adott esetben tisztatér osztály. Ezek határozzák meg az anyagminőséget, a rések méretét és azt, hogy szükség van-e szigetelő rögzítőkre.
Szerelési interfész: adja meg a rajzokat arról, hogy mi csatlakozik a kocsihoz és mi támasztja alá a vezetőt, beleértve a betéthelyzeteket is, hogy a gránit alkatrész összeszerelésre készen érkezzen, ahelyett, hogy a szállítás után helyi fúrásra lenne szüksége.
Telepítés, tisztítás és karbantartás
A légcsapágyas rendszer szinte karbantartást nem igényel, de néhány szokás megvédi. Tartsa letakarva a vezetőfelületet üresjáratban, hogy elkerülje a törmeléket és a véletlen érintkezést. Tisztítsa meg a lefedett gránitot enyhe tisztítószerrel vagy izopropil-alkohollal és szöszmentes ruhával; kerülje az agresszív lúgos tisztítószereket, amelyek éveken át elhomályosíthatják a felületet. Soha ne csúsztassa a kocsit a száraz vezetőn kikapcsolt levegővel, mert terhelés alatt még egy indítási megállás is lapos foltot hagyhat az alátéten; használja a gépbe tervezett emelési vagy kompenzációs funkciókat. Ellenőrizze a szűrőket és a szabályozókat ütemezetten, és figyelje a hézagleolvasásokat, ha a gép biztosítja ezeket, mivel a lassan szűkülő rés gyakran a szűrő elöregedését vagy a felület szennyeződését jelzi, jóval azelőtt, hogy meghibásodás lenne. Ezekkel a szokásokkal a gránitvezető sok évnyi szolgáltatás után újralapozható, és a rendszer új teljesítményre állítható vissza, ami a technológia egyik csendes gazdasági előnye.
Kezdje a rakományával és az utazással
Ha CMM légcsapágyas fokozatot, metrológiai platformot vagy egyedi lineáris motoros gépet ad meg, küldje el nekünk a fenti ellenőrzőlistát, vagy egyszerűen csak a terhelési, utazási, pontossági célokat és interfész rajzokat. Mi gyártunkgránit légcsapágyalkatrészek és hozzáillő átlapolt vezetők a házon belül, és a mimérőgép gránit komponensvonal lefedi a síneket, kocsikat és bázisokat, amelyeken futnak. Mérnökeink felülvizsgálják az Ön igényeit, javaslatot tesznek a pad elrendezésére, a hézagosztályra és a vezetősíkságra, és visszaküldik az árajánlatot átfutási idővel, általában néhány munkanapon belül. Egyedi gyártás az Ön rajzára a szokásos gyakorlatunk, és a rajz felülvizsgálata ingyenes.