6.4.2 .Tính chọn động cơ
6.5. Tínhchọn ray dẫn hướng
6.5.1.Ray dẫn hướng (linear guide)
Hệ thống ray dẫn hướng có nhiệm vụ dẫn hướng cho các chuyển động của bàn theo phương X,Y và chuyển động lên xuống theo trục Z của đầu dao.Yêu cầu của hệ thống ray dẫn hướng phải thẳng, có khả năng tải cao, độ cứng vững tốt, không có hiện tượng dính, trơn khi trượt.
Có 2 loại ray dẫn hướng thông dụng : ray vuông, ray tròn.Có nhiều hãng sản xuất như: THK của Nhật, HIWIN của Đài Loan.
- Ray tròn có 2 loại: ray tròn không đế, ray tròn có đế. So với ray vuông loại ray tròn có rất nhiều nhược điểm: máy chạy rung rất nhiều, nhanh phá hỏng trục tròn, chịu tải thấp…Nhưng giá thành rẻ nhơn nhiều so với ray vuông, nếu sử dụng cho các loại máy cnc cỡ nhỏ có thể sử dụng được.
Hình 5. 3.Ray trượt tròn không đế
- Ray vuông có giá thành cao hơn so với ray tròn nhưng có ưu điểm hơn hẳn Ray vuông hoạt động êm hơn, chịu được tải trọng lớn, tuổi thọ, tuy nhiên đi kèm là giá thánh cao.
6.5.2. Tiến trình tính toán
- Từ điều kiện làm việc như khối lượng đặt lên ray, vận tốc, gia tốc,…ta tính toán các thông số về thời gian, quãng đường khi cho cầu máy dịch chuyển trên hành trình, bao gồm :
- Tải trọng tác động lên từng con trượt.
-Tải trọng tĩnh C0 , từ đó tính tải trọng động cho phép C. -Tính toán, kiểm nghiệm tuổi thọ danh nghĩa.
Nếu không thỏa mãn tuổi thọ danh nghĩa, ta chọn lại ray dẫn hướng.
a) Tínhchọn ray dẫn hướng trục Z0
Xác định điều kiện làm việc:
Khối lượng bàn máy, các cột liên kết dẫn động theo trục Z0 : WZ0 = 20 (kgf). Tốc độ chạy không lớn nhất: v=10m/ph
Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ sau: Chọn sơ bộ khoảng cách c = 160 mm, d=160 mm.
Hình 5. 5.Sơ đồ lực tác dụng lên ray dẫn hướng trục Y Trong đó: Ngoại lực F = 0 (N); WZ0 = 20 (kgf) P1=P2=P3=P4=W4Z0=204 =5 (kgf) Tải trọng tính toán: P=max(P1,P2,P3, P4¿=5 (kgf) Tải trọng tĩnh:
là hệ số an toàn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy C0=5.3=15 (kgf)
b)Tính toán đường dẫn hướng cho trục Z1
Hình 5. 15. Sơ đồ lực tác dụng lên trục Z1
Chọn sơ bộ khoảng cách c=100mm, d=160mm, h=50mm. Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ: Trong đó: ngoại lực F = 0 (N); Wz = 30 (kgf)
P1=P2=P3=P4=W .h2.d =30.502.160=4,69 (kgf) Do đó tải trọng tính toán:
P=max(P1,P2,P3, P4¿=4,69 (kgf)
Tải trọng tĩnh :
là hệ số an toàn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy C0=4,69.3=14,07 (kgf)
c)Tínhchọn ray dẫn hướng trục Z2
Xác định điều kiện làm việc:
Khối lượng bàn máy, các cột liên kết dẫn động theo trục Z2 : WZ2 = 15 (kgf). Tốc độ chạy không lớn nhất: v=10m/ph
Lực tác dụng lên mỗi Block của ray trượt được tính theo sơ đồ sau: Chọn sơ bộ khoảng cách c = 90 mm, d=90 mm.
Hình 5. 16. Sơ đồ lực tác dụng lên trục Z2
Hình 5. 17. Sơ đồ lực tác dụng lên ray dẫn hướng trục Y
Trong đó: Ngoại lực F = 0 (N); WZ0 = 6,1 (kgf) P1=P2=P3=P4=WZ0 4 =6,14 =1,53 (kgf) Tải trọng tính toán: P=max(P1,P2,P3, P4¿=1,53 (kgf) Tải trọng tĩnh:
là hệ số an toàn tĩnh cho tải trọng đơn. Lấy C0=1,53.3=4,59 (kgf)
Bảng 1. Tải trọng tĩnh các trục
Trục Tải trọng tĩnh C0 (kgf)
Z0 15
Z1 14,07
Z2 1,53
Dựa vào tải trọng tĩnh tính toán được ở bảng trên ta chọn vít me TRS15VN của hãng TBI với các thông số sau.
Hình 5.18. Vít me TBI + Chiều dài ray
LZ0 = 1550mm