车厢或幻灯片利用提供高度精确判定机器或平移运动的光学质量的机床给设计工程师带来独特的挑战。所有的决策参与开发精密幻灯片在某种程度上是相互依存的。因此,任何设计过程的描述,则是将事情过于简单化了。
传统的出发点是衡量幻灯片的大小,和所需的旅行或中风。至关重要的是保持幻灯片的固有频率尽可能高,这意味着移动组件应该非常轻。大型幻灯片更敏感的小同行相比,热增长问题。他们也更昂贵的生产。
重量的权衡
的目的有一个幻灯片,非常轻,实现高固有频率方差的下一个要求,那就是尽可能的做一个幻灯片。这个问题已经困扰工程师很长一段时间。幸运地,一些可以证明有用的材料可用。亚博网站下载
陶瓷可以利用如果幻灯片很小;某些陶瓷具有优良的力学性能,但可能过度对于任何但成本最小的结构。一个更有用的方法是使用复合建筑使用轻质材料在低应力区域。亚博网站下载现在的目的是设计最轻的结构可能会像一个刚体在预测的操作负荷。
纵横比
幻灯片是更广泛的比他们长不应该设计。又长又窄的幻灯片可以敏感的错误,出现看起来错误的平直度。平直度的旅行通常是设计的目标之一。
长幻灯片与体重相关处罚,因此应该避免。最后,长时间的幻灯片也增加所需的支撑结构的大小,通常有一个负面影响成本。
选择轴承系统
形状和大小后的幻灯片已经选择,下一步是选择要使用的轴承。许多不同类型的轴承通常采用瓶,每瓶都有自己的优点和缺点。
滚动体轴承
辊或球轴承可以用来支持机幻灯片。这种类型的轴承的一个关键好处是低摩擦系数,从而减少所需的力将下滑。动态和静态摩擦系数几乎是相似的。这减少了粘滑运动的影响,这将影响滑坡及其控制系统的定位精度。
存在大量的弊端对滚动体的使用方式。极端必须注意确保所有辊或球操作在一个给定的表面是相同的大小接近公差之内。甚至5或10微英寸大小的变化元素可以创建平直度的问题。
另一个问题固有的滚动体的使用方法的指导滚动的元素。滚珠或滚柱往往局限于移动幻灯片旅行在某些预定间距平行护圈。这护圈,特别是辊的情况下,必须高度精确。
在允许情况下,辊位置上的任何相当大的力量护圈由于直径不匹配或倾斜口袋,幻灯片显示变化的态度当旅行的方向逆转,应用于家臣的力量减轻。
总之,滚动元素似乎工作最好在大,沉重的幻灯片,幻灯片的重量可以利用增加预加载辊或球。滚动的元素必须非常小的无进入材料强度问题,并且必须尽可能多。如果使用辊,他们应该简短而不应超过三个或四个直径的长度。
非金属摩擦
非金属摩擦类型用于高度准确的机制——有许多商用Teflon-based复合材料的材料,设计用于在滑动接触的应用程序。亚博网站下载可以应用这些材料和维珍聚四氟乙烯本身机器的幻灯片。亚博网站下载如果使用这些材料,他们应该与亚博网站下载常用方法油润滑。
一定量的粘滑运动将在润滑条件下甚至会影响定位精度。此外,低速剪切动作发生在表面和材料导致碎片的生成,这反过来会影响运动精度的幻灯片。这碎片是显著降低当处女聚四氟乙烯复合材料的利用。
空气静压轴承
超精确的共同选择幻灯片,空气静压轴承可以很容易地设计和静态摩擦系数为零。他们倾向于平均短期内缺陷表面的方式。然而,空气轴承提供几乎没有阻尼机系统。
因此,结构共振频率可以成为一个严重的问题。在大多数的幻灯片,幻灯片的最低固有频率是一个模式振动沿滚珠丝杆和弹簧的方法。
这种模式的频率通常在旋转电机成员,因此呈现一定的主轴速度无法使用。努力减少滑动质量真的可以偿还通过增加这种振动模式的主轴转速会激发它的范围。
振动也可以在轴承的设计构成挑战自己因为轴承振动一次加压。一种防止这并不是设计轴承进深处,除非绝对必需的。如果需要利用深处,他们必须是非常小的,但即使这样的不稳定可能会限制可以利用空气压力。
有时,多孔轴承用于这个应用程序来提高空气膜的稳定性和减少局部缺陷的影响,在交配表面划痕。
然而,这些轴承可以显示相同的不稳定罕见的常见的轴承孔控制。必须注意空气的清洁空气轴承的方式交付。另外,空气的压力传递到轴承应精确控制,使空气膜的厚度保持稳定。
油静压轴承
油静压轴承为超精密幻灯片提供最好的选择之一。以零静态摩擦系数,这些轴承可以设计高刚度,使阻尼设计到系统控制振动。然而,油轴承创建一个烂摊子,来自世界各地。
不过,这个问题是可以预防通过应用一定的技术。例如,幻灯片可以设计这样的排水油发生远离轴承表面和水库。
这可以通过在大孔和适量的间隙通过通道。排水槽可以比必要和毛细管作用将石油成小缺口在尘土盾牌。
静压轴承需要外部的压力来源,这通常涉及到一种油泵。由于石油泵消耗电力,因此变得温暖,他们把石油温暖。设计在低油压的一个好处是,力量应用于滑动轴承结构的更低,从而导致结构的扭曲。
可以使用低粘度的石油,尽管这流过轴承的提高及增加所需的力量。液体轴承有一个相当大的负载能力,因为他们表面的相对运动。这种效应使幻灯片脱离表面移动时的方式。
低粘度油可以降低这个问题。此外,油压传递到轴承必须仔细控制。清洁也至关重要,以确保油静压轴承的正确操作。油轴承的一个优点是它提供了振动控制。
设计的系统
一旦选择轴承的类型和配置的幻灯片已经决定,必须决定自己的配置方式。由于机械设计师,今天正在使用不同类型的方法。然而,某些基本规则适用于所有的设计。
第一个问题是是否使用三个点的支持或支持滑动轴承在每一个角落。这通常并不适用于滚动体轴承的家臣往往超过幻灯片。三分可用于石油轴承控制阀的情况下提高刚度。
Overconstraining幻灯片必须避免的是锁住的这导致高力量的方式和幻灯片。这些力量导致变形量,从而降低系统的准确性,而不是改善它。
对称的方法可以设计如果可能,因为这减少了偏航误差在幻灯片逆转的机会。当选择的配置方式,引导表面的数量必须减少。
所有加载方式创建部队关押的幻灯片和方法体系。在某种程度上,这些力量变形方式和幻灯片的平直度,会影响旅游如果他们会改变僵化的幻灯片通过区域旅行的方式。
为了减少这种扭曲,预加载部队应该使用不超过要求。此外,支撑结构应设计有相同的刚度在各方面的旅游。
最后,在设计方面,重要的是有人可以构建设计。这是因为优越的设计是不执行manufactureility和可服务性。在设计过程中,处理和定位应考虑的部分。这将导致更精确的零部件加工。这些精密组件将大大有助于结束的精度。
外围的担忧
除了幻灯片的设计和方法,其他一些因素也应该考虑如果最终产品的精度需要改善。在真空、空气、电气或液压线耦合到幻灯片他们必须加入,这样影响旅行的平直度大幅下滑的最小化。
限位开关必须安装在外部,必须非接触式品种。位置反馈设备应放置在一个干净、干燥的地区,接触到石油或其他杂质,必须位于尽可能接近的作用线滑动减少阿贝抵消错误。必须使用方式覆盖保护方式对对象或工具下降造成的损失。
结论
为了设计一个有效的、高度准确的机器幻灯片,仔细的对细节的关注和不愿意接受任何少于最好的解决手边的问题必须练习。无情,妥协,但他们必须小效果,尽可能少的数量。
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