Biztonságtechniakai Mérnöki Kar Óbudai Egyetem, Bánki Donát Gépész- és Biztonságtechniakai Mérnöki Kar Bánki Donát

EGYENES VEZETÉKEK Alkatrészek egymáshoz képesti egyenes vonalú mozgásának biztosítása; a mozgás irányába ható erőn túl az összes többi erő és nyomaték felvétele. Követelmények: pontos helybentartás; terhelés alatt a kívánt pozíció betartása mozgás közben ne lépjen fel nemkívánt súrlódási állapot kismértékű kopás, kopás utánállítás könnyű futás (nagy) pontosság merevség cserélhetőség kis karbantartási igény Típusai: csúszóvezetékek: * kenés nélküli * kent * hidrosztatikus gördülővezetékek: * golyós * görgős

CSÚSZÓVEZETÉKEK Előnyök: Hátrányok: egyszerű kis merevség olcsó jó csillapítóképesség dinamikai terhelhetőség szennyeződésekre „nem” érzékeny Hátrányok: kis merevség holtjáték kopás akadozó csúszás (stick-slip) Hidrosztatikus vezetékeknél: nagy merevség biztosítható kopás minimalizálható akadozva csúszás kiküszöbölhető, DE drága igényes kivitelt kíván segédberendezések alkalmazása

TÍPUSAI I. Zsáry 139. ábra 1. Csúszófelületre merőleges erő felvétele 2. Keresztirányú erő felvétele 3. Záróléc 4. Állóléc: játék és kopás állítás 1. ábra. Párhuzamos felületű csúszóvezetékek

TÍPUSAI II. Zsáry 140. ábra Zsáry 142. ábra Zsáry 141. ábra 2. ábra. Fecskefarok vezetékek Zsáry 142. ábra Zsáry 141. ábra 3. ábra. Prizmás vezetékek 4. ábra. Oszlopos vezetékek

TÍPUSAI III. 5. ábra. Kombinált vezeték (esztergagépeken) 6. ábra. Hidrosztatikus vezeték

JELLEMZŐIK, ANYAGAIK I. 1. Műanyag vezetékek kenést nem, vagy alig igényelnek acélpályán csúsznak kis mértékű kopás szennyeződések beágyazódása kis súrlódási tényező kis különbség a nyugalmi és mozgásbeli súrlódási tényezőben kis hővezető képesség 2. „Hidrodinamikus” vezetékek vegyes súrlódási állapot nagy keménységkülönbség a vezeték és a szán között vezetőlécek ötvözött acél, vagy gömbgrafitos öntöttvas keménykróm bevonattal öntöttvas, acél (C15, C25) csúszópálya vegyes súrlódásból származó kopás miatt kis (kb 0,5-1,5 MPa) felületi terhelést engedünk meg folyamatos olajzás szükséges

3. „Hidrosztatikus” vezetékek nagy futáspontosság merevség kis súrlódás kis kopás nagy pontossági követelmény 4. Műanyag és „hidrodinamikus” vezetékek stick-slip jelensége: A nyugalmi és mozgásbeli súrlódási tényező nagy különbsége. Kis sebességek esetén fellépő stabilitási probléma. Pozicionálási pontosságot jelentősen rontja. Speciális kenőanyagokkal javítható. Súrlódási tényezők javítása (pl: POM alapú műanyag csúszópályánál µd=0,15, µs=0,18; acél-acél párnál µd=0,09, µs=0,16). 5. Egyéb: Vezetékek egyenetlen kopás (középen erőteljesebb). Szennyeződések (por, forgács) csökkentésére burkolatok.

GÖRDÜLŐ VEZETÉKEK Előnyök: Hátrányok: hézagmentes drágább kis ellenállás holtjáték mentes karbantartást nem igényel nincs stick-slip kis kopás egyszerű javítás Hátrányok: drágább kis csillapítás rezgések zajok szennyeződésekre érzékenyebb Típusok: golyós vagy görgős korlátozott vagy korlátlan elmozdulású kosaras vagy kosár nélküli

GOLYÓS VEZETÉKEK I. Tömítések ZSÁRY 146. ábra ZSÁRY 148./a ábra 7. ábra. Korlátozott elmozdulású golyós vezeték elve 8. ábra. Sík golyós vezeték Tömítések 9. ábra. X és O elrendezésű végtelenített golyós vezeték

GOLYÓS VEZETÉKEK II. Golyós vezetékek jellemzői: kevésbé érzékeny a beépítési pontatlanságokra (nincs élfelfekvés) pontszerű érintkezés miatt kisebb teherbírás golyók súrlódása jelentősebb kopást okoz 10. ábra. „Gothic” elrendezésű golyós vezeték 11. ábra. Végtelenített golyós vezeték

GÖRGŐS VEZETÉKEK I. ZSÁRY 145/b 12. ábra. Görgős vezeték 14. ábra. Korlátozott elmozdulású tűgörgős vezeték 13. ábra. Végtelenített hengergörgős vezeték

GÖRGŐS VEZETÉKEK II. Görgős vezetékek jellemzői: pontos beépítést igényel (ne alakuljon ki élfelfekvés) nagyobb teherbírás jelentős súrlódás 15. ábra. Korlátozott elmozdulású hengergörgős vezeték

KOSARAS VEZETÉKEK I. Jellemzői: nincs közvetlen súrlódás a gördülőelemek között kisebb kopás kisebb hőfejlődés a gördülőelemek nem ütköznek, ez csendesebb járást biztosít hosszabb élettartam 16. ábra. Kosár nélküli elrendezés 17. ábra. Kosaras elrendezés

KOSARAS VEZETÉKEK II. Jellemzői: állandó kenőfilm a futófelületeken kisebb kopás hosszabb élettartam 18. ábra. Gördülőkosár alkalmazása zsírzsó zsebekkel

KOSARAS VEZETÉKEK III. „Kiegészítő” megoldások: A nagyobb pontosság eléréséhez előfeszítés alkalmazható. Ezzel a holtjáték teljesen megszüntethető, a merevség növelhet, nagy pontosság érhető el. Megvalósítása a „kocsi” ráfeszítése a sínre. Hátránya, hogy üresjáratban nagyobb energia szükséges a mozgatáshoz, csökken az élettartam. Olajzó rendszer beépítésével kedvezőbb üzemi körülmények biztosíthatók. 19. ábra. Olajtankkal ellátott gördülőkocsi

GÖRDÜLŐ VEZETÉKEK DINAMIKUS MÉRETEZÉSE katalógusok részletes méretezési, élettartam számítási leírást adnak névleges élettartam: az a km-ben kifejezett élettartam, amit a gördülő vezetékek 90%-os valószínűséggel elérnek dinamikus alapterhelés (C): az a terhelés, melynél a golyók 50 km-es, görgők 100 km-es névleges élettartammal működnek Golyós vezetékre: Görgős vezetékre:

GÖRDÜLŐ VEZETÉKEK STATIKUS MÉRETEZÉSE nagy statikus terhelésre történő méretezés, ami helyi maradó deformációkat eredményezhet statikus alapterhelés (C0): az a terhelés, melynél a gördülő elemek átmérőjének 0,0001 szeresével megegyező maradó deformációt okoz a gördülő elemekben és a gördülő pályákban összesen

GÖRDÜLŐ ORSÓK Mozgatóorsós szerkezetek, ahol a menetes orsó és az „anya” között gördülő elemek helyezkednek el. Menetemelkedés: kisebb menetemelkedés nagyobb beállási pontosságot jelent nagy menetemelkedés jó hatásfokot és nagyobb mozgatási sebességet biztosít Típusai: golyós orsó görgős orsó Orsók gyártása: köszörüléssel görgőzéssel Kinematika:: max 3 m/s sebesség max 20 m/s2 gyorsulás 20. ábra. Golyós orsó kilakítása

GOLYÓ VISSZAVEZETÉSE golyóterelő: egy-egy menetet fog át visszavezető csatorna: több menetet fog át teljes visszavezetés: nagy menetemelkedés esetén 21. ábra. Teljes visszavezetés 22. ábra. Visszavezető csatorna 23. ábra. Golyóterelő

NAGY PONTOSSÁGÚ GOLYÓS ORSÓ golyókosár alkalmazása (jellemzői: mint gördülő vezetékeknél) előfeszítés (jellemzői: mint gördülő vezetékek): meneteltolás két anyával, vagy rugós előfeszítéssel 24. ábra. Előfeszítés

GÖRGŐS ORSÓK Jellemzői: nagyobb felületű érintkezés, több érintkezési pont nagyobb terhelhetőséget biztosít (akár 2000 kN dinamikus terhelés!!!) nagy merevség kis menetemelkedés: jobb pozicionálási pontosság nagyobb szögsebesség, nagyobb szöggyorsulás drága 25. ábra. Gördülő orsós szerkezetek

GÖRGŐ VISSZAVEZETÉS Bolygó görgők: Visszavezetett görgők: menetes görgő nagy terhelhetőség nagy sebesség nagy szöggyorsulás Visszavezetett görgők: hornyos görgők görgő visszaléptetése az anyában fordulatonként nagy pontosság 26. ábra. Bolygó görgők és visszavezetett görgők

GOLYÓS ORSÓ MÉRETEZÉSE I. statikus terhelésre és dinamikus (élettartamra) történő méretezés (mint csapágyaknál) DE: az orsó méretezése statikus terhelésre, kihajlásra és kritikus fordulatszámra is dinamikus alapterhelés (Ca): az a terhelés, melyen 90%-os túlélési valószínűséggel 106 fordulat tehető meg statikus alapterhelés (C0a): az a terhelés, melynél a golyók átmérőjének 0,0001 szeresével megegyező maradó deformációt okoz a gördülő elemekben és a gördülő pályákban összesen Statikus terhelésre:

GOLYÓS ORSÓ MÉRETEZÉSE II. Élettertamra (dinamikus terhelésre):

BEÉPÍTÉS Sínek: katalógusok tartalmazzák a beépítési (alak- és helyzettűrési) előírásokat Papucsok Golyós orsó: középen elhelyezve, mert általában ez a terhelés helye 27. ábra. Egyenes vezetékek és golyós orsó alkalmazása szerszámgépeken

FELHASZNÁLT IRODALOM [1] Zsáry Árpád: Gépelemek II. Nemzeti Tankönyvkiadó, Budapest, 1999 [2] Németh István: Szerszámgépek építő elemei, BME, Gépgyártástechnológiai Tanszék, elektronikus jegyzet [3] Pintér József: Ipari robotok osztályozása, szerkezeti egységei, elektronikus előadásvázlat [4] ABBA Linear TechCo. LTD: Professional linear guide manufacturer, elektronikus cégbemutató [5] SUPERPLAST