Los cinco errores principales al elegir y usar guías lineales

Asesoramiento técnico y económico.

Especificar la guía en sí es la parte fácil: aprenda a evitar errores en el montaje, la instalación e incluso la elección de un revestimiento.

Las guías lineales son conjuntos mecánicos de precisión que funcionan como parte de un sistema. Como tales, solo pueden funcionar en la medida en que estén debidamente integrados en la máquina general. Simplemente especificar la guía apropiada no es suficiente. Construir un sistema que funcione según lo previsto requiere una comprensión clara de cómo especificar, diseñar, instalar y probar la guía lineal. Aquí, discutimos varios de los errores más comunes cometidos por los diseñadores que construyen guías lineales en sus sistemas y las formas de evitarlos.

1. No fabricar superficies de montaje con tolerancia

Las guías lineales se rectifican con precisión en la fábrica para operar con una fricción mínima. En un mundo ideal, la fricción de cada bloque de guía lineal individual sería la misma ya sea que esté montado o no montado. En realidad, cualquier desalineación o falta de planitud de las superficies de montaje agrega directamente precarga al sistema de guía lineal. Las tolerancias de montaje abarcan tanto la planitud de la superficie de montaje en la que se montan los rieles como el paralelismo de las guías lineales entre sí. Si la fricción en una guía aumenta cuando se instala el conjunto, o es más extrema en un extremo del recorrido que en el otro, es muy probable que las tolerancias de montaje o la alineación del riel estén fuera de especificación.

2. No incluye características de montaje para alineación

Las guías lineales de precisión requieren una alineación adecuada para garantizar un rendimiento según las especificaciones. Particularmente en un escenario de fabricación en volumen, agregar funciones de montaje puede acelerar el proceso de instalación y garantizar un rendimiento efectivo. Estos pueden ser tan simples como un par de pasadores de alineación que ayudan a alinear el riel principal, junto con un procedimiento de ensamblaje para alinear el riel secundario. Las aplicaciones con un rendimiento de precisión muy alto requieren más cuidado. Las guías lineales que se entregan de fábrica son rectas, pero aún pueden demostrar un cierto grado de cumplimiento. Para garantizar un funcionamiento eficaz, las guías deben instalarse utilizando superficies de hombro de precisión. Estas superficies proporcionan una estructura de soporte plana y estable para los rodamientos y rieles para brindar rectitud y paralelismo a escala micrométrica. Es importante tener en cuenta que el error en el paralelismo entre rieles no solo afecta el rendimiento sino también la vida útil del servicio. Asegúrese de que los rieles estén alineados dentro de las tolerancias del fabricante. Los hombros de montaje proporcionan estructuras de alineación esenciales, pero deben dimensionarse correctamente. Si el radio de la esquina es demasiado grande, el riel puede hacer contacto con el radio de la esquina en lugar del reborde mismo durante la instalación y la alineación. Esto puede introducir un pequeño pero significativo error. Peor aún, puede ser muy difícil de detectar. La mejor solución es especificar las dimensiones del hombro correctamente desde el principio. Los fabricantes enumeran especificaciones muy precisas para la altura de los hombros y los radios de las esquinas en sus catálogos y deben seguirse exactamente. Dimensione el radio de esquina apropiado en comparación con el chaflán que está en el rodamiento.

3. No especificar correctamente la precarga

La precarga en una guía lineal implica elegir el diámetro de las bolas en incrementos de micras para ajustar el ajuste entre el bloque y el riel. En aplicaciones de precisión, suele ser beneficioso tener una precarga positiva, lo que significa que no hay espacio libre entre el bloque, el riel y la bola. Dependiendo de la aplicación, las bolas pueden incluso sufrir alguna compresión. Si se especifica correctamente, la precarga puede reducir factores negativos como la vibración, el ruido, la generación de calor y la desviación. Sin embargo, la precarga incorrectamente especificada puede aumentar significativamente la fricción y degradar el rendimiento del sistema. Es fácil suponer que comprar una guía lineal de alta precisión con precarga ofrecerá el mejor rendimiento. Esto es cierto si la precisión de las superficies de montaje coincide con la precisión de la guía lineal. Sin embargo, si no es posible hacer que las superficies de montaje sean tan precisas como la guía lineal, tener una precarga en la guía puede causar problemas. La precarga de la guía lineal debe adaptarse a la precisión que se puede lograr con las piezas de montaje. Si no es posible cumplir con la precisión requerida por el fabricante, es mejor elegir una guía lineal con un ajuste de línea a línea (precarga normal) o incluso una pequeña cantidad de espacio adicional. El espacio libre adicional permitirá que la guía corrija la desalineación. La guía ya no tendrá espacio libre, pero tampoco demostrará la alta fricción que se produciría al instalar una guía precargada en un sistema de baja precisión. En algunos casos, tener un sistema de baja fricción es el requisito más importante. Cuando ese es el caso, es mejor especificar algún juego interno para asegurar que la fricción sea lo más baja posible.

4. No realizar pruebas durante el recorrido completo

No puedes solucionar un problema si no sabes que existe. Las guías lineales deben probarse después del montaje durante todo el recorrido. Si no es posible medir el paralelismo directamente, agregue un paso de inspección para medir la fuerza de empuje del carro. La fuerza de empuje debe ser constante dentro de un 20 % aproximadamente al mover la guía de un extremo a otro. Si la fuerza de empuje aumenta en un punto (con frecuencia, esto ocurrirá en un extremo de la guía), puede indicar que los rieles no están paralelos y es necesario realinearlos.

5. No considerar el efecto de los materiales y el enchapado en el costo y el tiempo de entrega

Con demasiada frecuencia, el esfuerzo de especificar rodamientos se centra en los parámetros mecánicos, mientras que los materiales y los revestimientos se tratan como menos importantes. En realidad, los materiales y los revestimientos pueden tener un efecto significativo en un proyecto, no solo desde el punto de vista del rendimiento, sino también en términos de costo y tiempo de entrega. Las opciones anticorrosión, por ejemplo, pueden variar desde un revestimiento de cromo denso y delgado hasta varios revestimientos de cromo negro. En algunos casos, elegir una versión de acero inoxidable de una guía lineal podría proporcionar una solución más eficaz. El problema no es solo de materiales sino también de ubicación. Algunas placas se pueden realizar en una instalación en el extranjero, mientras que otras se pueden realizar en el país. Una orden reciente proporciona una ilustración. Actualmente existe una escasez mundial de ciertos tipos y tamaños de rodamientos lineales. Un cliente especificó un revestimiento de cromo negro para protección contra la corrosión. El problema era que el recubrimiento en cuestión tenía que aplicarse en la fábrica japonesa de nuestro socio, lo que amplió el tiempo de entrega en comparación con el producto estándar. Después de la investigación, recomendamos un revestimiento alternativo. Proporcionó una protección comparable, pero la diferencia fue que estaba disponible en la fábrica estadounidense del socio. El cambio redujo el tiempo de entrega de las piezas a la mitad y tuvo un efecto mínimo en el costo. Las guías lineales correctamente especificadas e instaladas ofrecen un rendimiento eficaz en los sistemas de movimiento lineal. Esté alerta a las trampas anteriores y su sistema estará posicionado para el éxito.

¿Son estos ejemplos hipotéticos? No, son reales, ejecutados con la tecnología actualmente disponible que cuesta menos de lo que piensas.