Дополнительная информация
ПРОМЫШЛЕННАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ: КАК ПРАВИЛЬНО ПОДОБРАТЬ ТЕЛЕСКОПИЧЕСКИЕ НАПРАВЛЯЮЩИЕ?

Введение
Телескопические направляющие являются незаменимым компонентом
современных систем автоматизации, эксплуатируемых, например, в составе
технологических линий производственных предприятий, или на автоматизиро-
ванных складах, где этими направляющими обеспечивается консольное
перемещение разного рода объектов, причём такие направляющие нередко
эксплуатируются в самых неблагоприятных условиях - высокая частота рабочих циклов при одновременном воздействии высоких нагрузок
, и/или в условиях существенной
загрязнённости. Для того, чтобы система автоматизации оптимально выполняла
возлагаемые на неё задачи, инженеру-проектировщику крайне важно изначально
правильно подобрать тип применяемых в системе направляющих. При
осуществлении такого подбора, помимо базовых технических параметров,
надлежит учитывать факторы, обусловленные спецификой конкретной задачи,
включая профиль перемещений, положение направляющей при монтаже, тип хода, величины ускорений, а также имеющиеся
возможности и ограничения по осуществлению технического обслуживания.
Правильно подобрать подходящую телескопическую направляющую возможно практически под любые задачи по перемещению объектов, существую-
щие в области промышленной автоматизации; более того, правильно подобран-
ные направляющие являются залогом того, что основанная на них система
автоматизации будет работать оптимальным образом, обеспечивая тем самым
бесперебойное функционирование всего зависящего от неё технологического
оборудования. На практике дополнительными и очевидными преимуществами
правильного подбора направляющих зачастую оказываются снижение затрат на
техобслуживание и общее повышение производительности.
При этом задачи, решаемые посредством телескопических направляющих, могут
существенно отличаться друг от друга - так, например, для решения некоторых
задач может требоваться осуществление перемещений на переменные длины
хода, или перемещение объектов по вертикали... Неполный учёт всех факторов проектировщиком, стоящей перед ним задачи, может приводить к тому, что поверхность выбранных направляющих будет выбрана им без
специальной упрочняющей обработки, соответственно недостаточно
твёрдой для того, чтобы воспринять приходящуюся на неё высокую эксплуатаци-
онную нагрузку; или же стойкость выбранных направляющих к коррозии может
оказаться недостаточной для эксплуатации в условиях повышенной влажности... Телескопические направляющие не являются универсальными
для использования в любой системе
промышленной автоматизации, причём ненадлежащий выбор направляющей
может иметь тяжёлые последствия, включая снижение как эффективности работы
самой системы автоматизации, так и производительности зависящего от этой
системы технологического оборудования.
В этой статье рассмотрены важнейшие критерии, подлежащие учёту для
правильного подбора телескопических направляющих под решение задач в сфере
промышленной автоматизации. Учёт этих критериев позволит
обеспечить наилучшие эксплуатационные характеристики
проектируемых систем и оптимизировать затраты, вследствие чего мы
рекомендуем информацию в этой статье для внимательного изучения инженерами-про-
ектировщиками систем промышленной автоматизации.
ТИП ПЕРЕМЕЩЕНИЯ
Под типом перемещения подразумевается, осуществляются ли перемещения,
для которых подбираются направляющие, по горизонтальной или
по вертикальной оси, а также является ли длина хода повторяющихся
перемещений постоянной или переменной. Тип перемещения важно учитывать для телескопических направляющих, имеющих шариковый сепаратор в их конструкции,
в решениях с переменной длиной хода, а также перемещениях по вертикальным осям, что связано с проявляющимся у
них в подобных случаях эффектом смещения / проскальзывания сепараторов.
При этом телескопические направляющие, в конструкции которых применены
ролики, не имеют ограничения по типу перемещения и способны обеспечить хорошие эксплуатационные характеристики и длительный срок службы для переменной величины хода и вертикальных перемещений
Рис. 1: решаемая задача: замена инструмента или оснастки. Парой телескопических
направляющих обеспечивается двунаправленное перемещение, необходимое для
извлечения инструмента из магазина / хранилища и его установки на рабочий орган
станка с ЧПУ.
Рис. 2: пример правильного монтажа пары телескопических направляющих. Такие
направляющие, как правило, рекомендуется применять именно в горизонтальных
конфигурациях.
СКОРОСТЬ И УСКОРЕНИЕ
Система телескопических направляющих, как правило, включает в себя
неподвижную и подвижную части, а также Средние элементы. В
условиях высокодинамической эксплуатации средние элементы
вынуждены работать в нештатных для себя условиях / с недопустимо высокой
динамической нагрузкой, вследствие чего перемещение может сопровождаться ударом этих элементов, вызванных большой инерцией. В подобных случаях необходимо
применять направляющие, имеющие встроенные меры повышения
эффективности работы их промежуточных элементов -
например, синхронизаторы и/или концевые амортизаторы / демпферы.
НАДЁЖНОСТЬ ПРИ РАБОТЕ В
НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЯХ
ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В условиях промышленной эксплуатации телескопическим направляющим
практически постоянно приходится работать в контакте с разного рода
загрязнениями - например, различными промышленными отходами типа
стружки, а также грязью и пылью. Поэтому в случаях, когда стоит задача
обеспечить высокую надёжность работы несмотря на высокий уровень
загрязнений, оптимальным является использование телескопических
направляющих, в конструкции которых в качестве элементов качения
применены ролики. Это обусловлено тем фактом, что чем больше размеры
элемента качения, тем более он устойчив к загрязнению, благодаря чему
роликовые направляющие, как правило, не теряют оптимальных эксплуатаци-
онных свойств даже в загрязнённом состоянии.
Рис. 3: на автоматизированных складах телескопические направляющие используют
для извлечения хранимых предметов со стеллажей и их
выгрузке на тележку, а также, обратному размещению продукции на стеллажи для хранения.
ТРЕБОВАНИЯ ПО РЕСУРСУ
И ГРУЗОПОДЪЁМНОСТИ
В промышленной автоматизации требуется продолжительный срок
службы направляющих в условиях эксплуатации с высокой нагрузкой и
длительными интервалами технического обслуживания, причём требуемый
срок службы и межсервисные интервалы могут исчисляться миллиона-
ми рабочих циклов. Учитывая высокие требования предъявляемые к направляющим
по ресурсу, сроку службы и грузоподъёмности, высокую важность
приобретают конструктивные особенности, относящиеся к свойствам тех материалов, из которых
изготовлены элементы направляющих: имеют ли упрочнение дорожки качения, и
по какой технологии: индукционной закалкой или методом
глубокого азотирования; является ли твёрдость поверхностей и прочность
конструкции направляющих достаточными для того, чтобы обеспечить
необходимые эксплуатационные характеристики системы в целом... Все эти
факторы необходимо учитывать при подборе направля-
ющих под конкретную задачу.
УСТОЙЧИВОСТЬ К КОРРОЗИИ
В процессе промышленной эксплуатации направляющие нередко
могут контактировать с водой и иными жидкостями, включая растворы кислот
и щелочей. В подобных случаях важно, чтобы данные обстоятельства и
связанные с ними опасности были учтены ещё на этапе подбора направляю-
щих. Для подбора направляющих под различные
особенности окружающей среды, в ассортименте имеются направляющие в различных вариантах исполнения, включая варианты с
использованием коррозионностойких материалов, и/или варианты с
различными видами антикоррозионных покрытий.
Рис. 4: телескопические направляющие «Telerace» производства компании «Rollon»
обработаны по запатентованной технологии «Rollon-Nox» , которая обеспечивает высокую износостойкость и коррозионную стойкость компонентов.
ИНТЕРВАЛЫ ТЕХНИЧЕСКОГО
ОБСЛУЖИВАНИЯ
Применение систем автоматического смазывания, резервуаров-дозаторов
смазки, а также грязесъёмников позволяет существенно продлить интервалы
технического обслуживания телескопических направляющих, а в некоторых
случаях даже полностью исключить их. Очевидно, что сокращение объёмов требуемого технического
обслуживания напрямую влечёт за собой заметную экономию средств и
существенное увеличение производительности.
ПОГРЕШНОСТИ МОНТАЖА
В системах с несколькими телескопическими направляющими, при креплении
стационарных элементов к несущим конструкциям, нередко допускаются перекосы и смещения направляющих
относительно друг друга. Величина подобных погрешностей монтажа может
достигать нескольких миллиметров. Это весьма негативно сказывается на
способности направляющих нормально работать в паре, а
также существенно сокращает срок их службы. Бороться с такими погрешно-
стями можно двумя способами - путём дорогостоящей, предваритель-
ной машинной обработки соответствующих поверхностей несущих конструк-
ций, либо за счёт конструкции самих направляющих менее чувствительных к подобным погрешностям.
Рис. 5: телескопические направляющие «Telerace» производства компании «Rollon»
имеют исполнение с функцией автоматической компенсации погрешностей монтажа,
для чего оснащены плавающими, т.е. имеющими возможность осевого смещения,
роликами.
Телескопические
направляющие «Telerace»:
оптимальный выбор
Семейство направляющих «Telerace» появилось в ассортименте компании
«Rollon» сравнительно недавно. В данное семейство включены телескопиче-
ские направляющие с двухрядными шарикоподшипниками и с дорожками
качения, обработанными по патентованной технологии «Rollon-Nox»
термохимического упрочнения. Эти направляющие хорошо работают в
режимах с переменными длинами хода, на высоких скоростях, а также с
высокой частотой рабочих циклов, в том числе и при решении задач
вертикального перемещения, и способны обеспечивать свою максимальную
грузоподъёмность даже в состоянии полного выдвижения.
Направляющие отличаются применением в их конструкции элементов качения
большого (достигающего 31,5 мм) диаметра, а также внутренних кареток,
оснащённых грязесъёмниками и системами смазывания, за счёт чего
направляющие способны обеспечивать высокие качественные
характеристики выполняемых ими перемещений. Благодаря упрочняющей
обработке твёрдость поверхностей дорожек качения направляющих достигает 60-62
единиц по Роквеллу, а ресурс может достигать двух миллионов циклов. За счёт
применения двухрядных шарикоподшипников удалось обеспечить высокую грузоподъёмность системы, применительно к топовой модели «43 TLR», достигающую значения в 780 кг на
пару направляющих.
В дополнение следует отметить, что конструкцией направляющей «Telerace»
обеспечивается возможность небольшого углового отклонения её элементов
относительно среднего элемента. Такая конструкция позволила придать направляю-
щим данного семейства способность к автоматической компенсации
допущенных при монтаже перекосов величиной до 2° и относительных
смещений / отклонений от плоскостности величиной до 3 мм.
Рис. 6: семейство направляющих «Telerace» производства компании «Rollon» включает в себя три серии телескопических направляющих: серию «TLR-TLQ» стальных направляющих сдвухрядными шарикоподшипниками и повышенными эксплуатационными характеристиками; серию «TLN-TQN» направляющих из профилированного листового металла с однорядными шарикоподшипниками, и серию «TLAX-TQX», включающую в себя изделия, конструктивно аналогичные относящимся к обеим предыдущим сериям, но при этом выполненные из нержавеющей стали.