Prowadnice liniowe: gdy wymagana jest wysoka precyzja i płynność ruchu

prowadnice liniowe © Adobe Stock – sorapolujjin

Udostępnij:

Można je spotkać w wielu różnorodnych aplikacjach przemysłowych, a szczególnie przydatne są wszędzie tam, gdzie liczy się niezwykła dokładność i precyzja ruchu. Przemysłowe prowadnice liniowe, zwane też szynowymi, cały czas ewoluują i dziś stanowią bardzo szeroką grupę produktów różniących się zarówno zastosowanymi materiałami, jak też konstrukcją i wyposażeniem dodatkowym.

Rolą prowadnic liniowych jest umożliwienie precyzyjnego liniowego przemieszczania się ruchomych elementów w różnego rodzaju maszynach i urządzeniach. Choć mogą dość wyraźnie różnić się pod względem budowy, to jednak ogólna konstrukcja prowadnic liniowych jest podobna i składa się z szyny profilowej oraz wózka tocznego. Płynny ruch zapewniają tu rolki czy też kulki łożyskowe umieszczone pomiędzy szyną a wózkiem. Do najważniejszych zalet tego typu mechanizmu należy wspomniana już wysoka precyzja i płynność ruchu elementów o różnej wielkości, a także duża sztywność, łatwość montażu i obsługi oraz modułowa konstrukcja, która pozwala na tworzenie różnych połączeń.

Wzrost popularności prowadnic liniowych obserwowany jest mniej więcej od lat 90. minionego stulecia. Od tego czasu stale one ewoluują: poszerza się zakres ich zastosowań i zwiększa grono odbiorców. Na przestrzeni ostatnich lat zmieniały się także ich parametry użytkowe. Zwiększyła się np. ich nośność, odporność na skręcanie, a także prędkość przemieszczania się ruchomych elementów w prowadnicy, a jednocześnie zmniejszyły się ich gabaryty oraz współczynnik tarcia, zwłaszcza w porównaniu z prostszymi konstrukcyjnie rozwiązaniami – prowadnicami ślizgowymi.

Możliwości zastosowania prowadnic liniowych są praktycznie nieograniczone. Można je spotkać w większości maszyn i urządzeń wyposażonych w ruchome elementy, wobec których wymagana jest duża dokładność i płynność ruchu. Występują np. w obrabiarkach, robotach i manipulatorach, drukarkach 3D, na liniach produkcyjnych, w maszynach spawalniczych i pakujących, a także w przemyśle spożywczym, a nawet ciężkim.



Różnorodna konstrukcja

W ofercie producentów prowadnic liniowych można spotkać różne typy tych mechanizmów – oczywiście posiadające oba integralne elementy, czyli szynę i wózek. Podstawowy podział: według elementu tocznego pozwala wyróżnić prowadnice rolkowe oraz kulkowe. Te pierwsze cechują się nieco większą nośnością i sztywnością przy podobnych wymiarach, choć przegrywają z kulkowymi pod względem żywotności. Oczywiście, należy mieć świadomość, że dostępne są one w różnych wariantach, które mogą się różnić klasą dokładności, nośności oraz sztywności. W obu typach prowadnic można też spotkać rozwiązania wykorzystujące technikę łańcuchów prowadzących (kulki albo rolki umieszczone są w specjalnym łańcuchu, który utrzymuje je w optymalnym położeniu gwarantującym właściwy tor ruchu).

Wspomniana wcześniej dynamiczna ewolucja prowadnic liniowych sprawiła, że dziś na rynku dostępne są także inne rodzaje elementów tocznych. Przykładem mogą być mechanizmy szynowe wałeczkowe czy prowadnice z tulejami tocznymi bądź z mechanizmem śrubowo-tocznym. Typ prowadnicy powinien być zawsze dopasowany do konkretnej aplikacji. Coraz częściej stosowanym rozwiązaniem są także układy podwójnych prowadnic (równoległych do siebie) w kształcie kwadratu bądź prostokąta.


TOP w kategorii


#Utrzymanie ruchu

prowadnice liniowe



Dodatkowy asortyment

Odpowiednie parametry prowadnicy są decydującym, ale nie jedynym czynnikiem, który ma wpływ na właściwą pracę oraz żywotność tego mechanizmu. W celu optymalnego dopasowania prowadnicy niezbędne mogą okazać się także odpowiednie akcesoria, w tym przede wszystkim systemy uszczelnień, zaślepki oraz zespoły smarujące.

Uszczelki zapobiegają przedostawaniu się różnego rodzaju zanieczyszczeń, w tym wiórów oraz cieczy, do bieżni tocznych wózka, zaś rolą zaślepek jest zabezpieczenie otworów montażowych szyn profilowych również przed substancjami obcymi. Ochronę przed zanieczyszczeniami mogą stanowić także specjalne mieszki, które osłaniają całą szynę. Zespoły smarujące odpowiadają z kolei za dostarczenie środka smarnego na bieżnię szyny profilowej. W nowoczesnych konstrukcjach zbiorniki oleju są umieszczone w takich miejscach, że nie pogarszają funkcjonalności prowadnic i nie zmniejszają skuteczności smarowania, a przy tym do wymiany środka smarnego nie jest konieczny demontaż zbiornika.

Do wyposażenia dodatkowego można także zaliczyć różnego rodzaju blokady wózka w dowolnym położeniu (manualne bądź pneumatyczne) oraz szereg czujników informujących np. o dokładnym położeniu wózka.

Nietypowe przykłady

Duża konkurencja na rynku przemysłowych prowadnic liniowych sprawia, że poza rywalizacją pod względem jakości asortymentu oraz ceny producenci rozszerzają także swoją ofertę o prowadnice wyposażone w nietypowe rozwiązania. Firma NSK np. oferuje serię prowadnic wałeczkowych RA z wysoce odpornymi na zanieczyszczenia uszczelnieniami, które uzyskano dzięki optymalizacji kształtu oraz punktów styku wargi uszczelki i zastosowaniu materiału o wysokiej odporności na ścieranie. Również firma NTN-SNR postawiła na nietypowe systemy uszczelnień: rozwiązanie MLS jest ciekawe z tego względu, że składa się z kilku warstw laminatów nasączonych olejem, które bardzo dobrze chronią układ przed silnymi zanieczyszczeniami.

Firma igus natomiast oferuje serię prowadnic liniowych drylin z elementami ślizgowymi z tworzywa sztucznego. Brak metalowych komponentów sprawia, że są one nawet czterokrotnie cichsze od prowadnic z kulkowymi łożyskami obiegowymi. Dlatego też rozwiązanie to idealnie nadaje się do wszelkiego typu instalacji, w których wymagana jest cicha praca. Z kolei Rollico ma w swojej ofercie systemy liniowe wykorzystujące ceramiczne elementy toczne (kulki bądź wałki), które pod wieloma względami są lepsze od ich odpowiedników z metalu bądź polimerów. Są one np. bardziej odporne na ścieranie, korozję i działanie wysokiej temperatury, a do tego są chemicznie obojętne.

Wspomniana już firma igus w swoich systemach liniowych z serii drylin wprowadziła inteligentny system, który mierzy zużycie łożysk oraz daje użytkownikowi sygnał po osiągnięciu limitu zużycia. W tym celu w łożysku zabudowany został specjalny czujnik, który dokonuje na bieżąco pomiaru zużycia i przesyła uzyskane dane do modułu komunikacyjnego. Dzięki temu operator danej aplikacji może w optymalnym momencie dokonać konserwacji, naprawy bądź wymiany zużytego elementu.

Odrębną grupę stanowią prowadnice liniowe, których elementy toczne zostały dostosowane do pracy w trudnych, często ekstremalnych warunkach. W zależności od wariantu rozwiązania te mogą być odporne na bardzo wysokie bądź niskie temperatury, dużą wilgotność, próżnię bądź bardzo zanieczyszczone środowisko. Mogą też charakteryzować się bardzo dużą nośnością czy możliwością pracy z dużą prędkością i/lub przyspieszeniem, a także w ruchu łukowym.

Poza typowymi bądź nietypowymi warunkami pracy bardzo często o konstrukcji prowadnicy decydują także indywidualne potrzeby odbiorcy. Dlatego też nierzadko modele z tej samej serii różnią się np. długością, nośnością czy innymi parametrami, nie mówiąc już o innych, nietypowych funkcjach.

Artykuł ten ukazał się w czasopiśmie

Udostępnij:

Drukuj





Wojciech Traczyk



Chcesz otrzymać nasze czasopismo?
Zamów prenumeratę
Zobacz również