Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Линейные рельсовые направляющие серии HG производства компании HIWIN представляют собой профильные направляющие качения с четырёхрядной конструкцией циркуляции шариков. Данная серия разработана для применения в тяжелонагруженном промышленном оборудовании, где требуется высокая грузоподъёмность, точность перемещения и длительный срок службы в условиях интенсивной эксплуатации.
Направляющие HG широко применяются в упаковочных и паллетирующих линиях цементных заводов благодаря повышенной жёсткости конструкции, равномерному распределению нагрузки по четырём направлениям и наличию эффективных систем защиты от пыли. Серия включает типоразмеры от HG15 до HG65, что позволяет подобрать оптимальное решение для различных типов оборудования.
Направляющие HG используют четырёхрядную систему циркуляции шариков с замкнутым контуром. Конструкция блока включает следующие основные элементы: корпус каретки, торцевые крышки, рециркуляционные каналы, уплотнения, фиксатор шариков и систему смазки. Фиксатор предотвращает выпадение шариков при демонтаже каретки с рельса, что упрощает монтажные работы и техническое обслуживание.
Благодаря круговой дуговой канавке с углом контакта 45 градусов направляющие HG обладают способностью к самокомпенсации монтажных ошибок. При установке допускаются отклонения плоскостности и параллельности монтажных поверхностей, которые компенсируются за счёт упругой деформации тел качения и смещения точек контакта. Эта особенность позволяет получить плавное линейное перемещение даже при недостаточной точности обработки базовых поверхностей.
Четырёхрядная конструкция обеспечивает равные нагрузочные характеристики во всех направлениях нагружения. Широкая зона контакта между шариками и дорожками качения позволяет воспринимать значительные нагрузки и моментные нагрузки. Серия HG имеет повышенную грузоподъёмность и жёсткость по сравнению с аналогичными направляющими других производителей при равных габаритных размерах.
Направляющие серии HG выпускаются в двух вариантах: невзаимозаменяемом и взаимозаменяемом исполнении. В взаимозаменяемом варианте каретки и рельсы одного типоразмера могут использоваться совместно без потери точности, что достигается строгим контролем размерных допусков. Точность взаимозаменяемых направляющих может достигать класса P.
Цементное производство характеризуется повышенным пылеобразованием. Частицы цементной пыли размером от 5 до 100 микрон способны проникать в зазоры между подвижными элементами направляющих, вызывая ускоренный абразивный износ дорожек качения и тел качения. Для защиты направляющих в условиях запылённости HIWIN предлагает несколько уровней защитных систем.
Базовая комплектация направляющих HG включает торцевые уплотнения и нижнее уплотнение. Торцевые уплотнители предотвращают попадание загрязнений в рециркуляционные каналы каретки, а нижнее уплотнение защищает зону контакта шариков с нижней дорожкой рельса. Данная защита эффективна в условиях умеренной запылённости.
Комплектация ZZ дополняет стандартную защиту скребками, установленными на торцевых поверхностях каретки. Скребки удаляют крупные частицы пыли и загрязнения с поверхности рельса перед входом шариков в зону нагружения. Толщина скребка составляет от 1,5 до 6 мм в зависимости от типоразмера направляющей. Система ZZ рекомендуется для фасовочных автоматов и конвейерных систем цементных заводов.
Система KH разработана специально для применения в условиях высокой концентрации мелкодисперсной пыли, характерной для цементного производства. Конструкция включает двойные высокопылезащитные торцевые уплотнения, высокопылезащитное нижнее уплотнение, верхнее защитное уплотнение и скребки. Верхнее уплотнение препятствует попаданию пыли, оседающей на верхнюю поверхность рельса, в монтажные отверстия и далее в зону качения.
Система KH доступна для направляющих размеров HG20C/H, HG25C/H, HG30C/H, HG35C/H и HG45C. Применение данной защиты увеличивает силу трения на 0,6-1,2 кгс, что необходимо учитывать при выборе привода. Увеличение общей длины каретки при установке KH составляет от 5 до 14 мм в зависимости от модели.
На автоматической линии фасовки цемента в клапанные мешки с производительностью 1200 мешков в час концентрация цементной пыли в зоне установки направляющих механизма подачи мешков составляла 150-200 мг на кубический метр воздуха. Использование направляющих HGR20CA с защитой KH обеспечило сохранение плавности перемещения и точности позиционирования в течение 8000 часов непрерывной работы без замены уплотнений.
Для работы в условиях экстремальной запылённости предназначена система ZW со сверхвысокими торцевыми и нижними уплотнениями. Данная защита обеспечивает максимальную герметичность, но требует значительного увеличения мощности приводов из-за повышения силы трения на 1,5-4,0 кгс. Система ZW применяется в оборудовании для переработки камня, обработки древесины и в исключительных случаях на цементных заводах при невозможности использования дополнительных средств пылеподавления.
Серия HG включает три типа кареток, различающихся по способу крепления к подвижному узлу оборудования. Выбор типа каретки определяется конструктивными особенностями оборудования и характером нагрузок.
Каретка квадратного типа имеет четыре резьбовых отверстия для крепления сверху. Высота каретки HGH больше, чем у других типов, что обеспечивает повышенную жёсткость при восприятии моментных нагрузок. Применяется в механизмах вертикального перемещения паллетизаторов, подъёмных столах и устройствах ориентации мешков.
Фланцевая каретка имеет увеличенную монтажную поверхность, расположенную по бокам корпуса. Низкая высота установки и большая площадь крепления делают этот тип оптимальным для применения в узлах с высокими моментными нагрузками. Фланцевые каретки используются в горизонтальных транспортёрах подачи мешков, механизмах формирования слоёв на паллете и поворотных устройствах.
Каретка HGL представляет собой низкопрофильный вариант каретки HGH. Высота установки HGL соответствует высоте фланцевой каретки HGW того же размера, что позволяет уменьшить общие габариты узла при сохранении квадратного способа крепления. Применяется в компактном оборудовании с ограничениями по высоте.
Рельсы серии HG выпускаются в двух вариантах крепления: HGR-R для установки сверху и HGR-T для установки снизу. В упаковочных линиях преобладает верхнее крепление, обеспечивающее более удобный доступ для монтажа и обслуживания. Нижнее крепление применяется в конструкциях с ограниченным пространством сверху рельса или при необходимости скрытого монтажа крепёжных элементов.
Направляющие типоразмеров HGR15 и HGR20 наиболее распространены в упаковочных линиях цементных заводов благодаря оптимальному соотношению габаритов, грузоподъёмности и стоимости. Эти размеры применяются в механизмах подачи мешков, устройствах ориентации, конвейерах малой и средней грузоподъёмности.
Направляющие серии HG производятся в пяти классах точности: нормальный (C), высокий (H), прецизионный (P), суперпрецизионный (SP) и ультрапрецизионный (UP). Для упаковочного оборудования цементных заводов применяются преимущественно классы C и H. Класс точности определяет допуски на высоту каретки, ширину каретки и параллельность перемещения.
Предварительный натяг повышает жёсткость направляющей за счёт создания отрицательного зазора между телами качения и дорожками качения. HIWIN предлагает три класса натяга: лёгкий (Z0), средний (ZA) и тяжёлый (ZB). Для упаковочных линий рекомендуется применение лёгкого натяга Z0 для направляющих HG15 и HG20, что обеспечивает плавность перемещения без чрезмерного увеличения силы трения.
В линиях фасовки цемента направляющие HG применяются в механизмах автоматической подачи пустых мешков, системах позиционирования мешка относительно заполняющего патрубка и устройствах съёма наполненных мешков. Наиболее распространённая схема использует две направляющие HGR20 с каретками HGW20CA для горизонтального перемещения захватного устройства мешка. Длина рабочего хода составляет от 600 до 1200 мм в зависимости от конструкции линии.
Линия фасовки производительностью 800 мешков в час включает следующую комплектацию направляющих для механизма подачи мешков:
В паллетизирующих системах линейные направляющие используются в механизмах вертикального и горизонтального перемещения манипулятора укладки мешков на паллету. Для вертикальных осей применяются направляющие HGR20 или HGR25 с квадратными каретками HGH, обеспечивающими высокую жёсткость при подъёме груза. Горизонтальные перемещения реализуются на фланцевых каретках HGW.
Картезианские паллетизаторы с тремя осями линейного перемещения используют направляющие HGR15 для оси X (горизонтальное перемещение вдоль линии фасовки), HGR20 для оси Y (поперечное перемещение) и HGR20 или HGR25 для оси Z (вертикальное перемещение). Такая конфигурация обеспечивает точность позиционирования мешка на паллете в пределах ±2 мм при скорости укладки до 12 мешков в минуту.
Ленточные и роликовые конвейеры для транспортировки мешков с цементом от участка фасовки к паллетизатору оснащаются направляющими HG для обеспечения параллельности движения ленты, регулировки натяжения и компенсации провисания. Направляющие HGR15 или HGR20 устанавливаются на узлах натяжных роликов, позволяя осуществлять точную регулировку положения ролика в процессе эксплуатации.
Для формирования требуемого рисунка укладки мешков на паллете применяются устройства поворота мешка на 90 или 180 градусов. Механизм поворота включает поворотную платформу, установленную на паре направляющих HGR20 с фланцевыми каретками HGW20CA. Направляющие воспринимают как вертикальную нагрузку от массы мешка (25-50 кг), так и горизонтальные усилия, возникающие при торможении и разгоне платформы в процессе поворота.
Качество установки линейных направляющих напрямую влияет на точность перемещения, уровень шума и срок службы. Монтажные поверхности под рельсы должны быть обработаны с соблюдением требований по плоскостности, параллельности и шероховатости. Для направляющих с предварительным натягом Z0 максимальное отклонение плоскостности составляет 25 микрометров для HG15 и HG20.
Параллельность базовой поверхности относительно направления движения для направляющих HG15 и HG20 с натягом Z0 не должна превышать 25 микрометров на длине рельса. Максимальный допуск высоты базовой поверхности составляет 130 микрометров. Эти значения соответствуют классу точности C и обеспечивают плавное перемещение каретки без заеданий.
Для исключения интерференции между рельсом (или кареткой) и элементами конструкции необходимо предусмотреть технологические буртики и галтели. Максимальный радиус галтели для HG15 составляет 0,5 мм, для HG20 также 0,5 мм. Высота буртика для установки рельса HG15 должна быть не менее 3 мм, для HG20 – не менее 3,5 мм. Зазор под кареткой для HG15 составляет 4,3 мм, для HG20 – 4,6 мм.
Неправильная затяжка монтажных болтов может привести к деформации рельса и потере точности направляющей. Для крепления рельсов HG15 к стальному основанию рекомендуемый момент затяжки болта M4 составляет 392 Н·см (40 кгс·см). Для алюминиевых конструкций момент снижается до 206 Н·см (21 кгс·см) во избежание смятия резьбы.
Для рельсов HG20 с болтами M5 момент затяжки на стальном основании составляет 883 Н·см (90 кгс·см), на алюминиевом – 441 Н·см (45 кгс·см). Затяжку следует производить крест-накрест, начиная от центральных болтов к краевым, что обеспечивает равномерное прилегание рельса к базовой поверхности.
При длине перемещения, превышающей максимальную длину стандартного рельса, применяется стыковка двух или более рельсов. Допуск расстояния E от центра крайнего монтажного отверстия до торца рельса при стыковке составляет 0 / -0,3 мм. Ступенька между стыкуемыми рельсами не должна превышать 5 микрометров для обеспечения плавного перехода каретки через стык.
Для обеспечения длительного срока службы и снижения износа направляющие HG требуют регулярной смазки. Базовая комплектация включает пресс-масленки, установленные на торцах каретки. Для направляющих HG15 применяется масленка M4×0,7P, для HG20 – M5×0,8P или M6×0,75P в зависимости от модели каретки.
Объём смазки для заполнения одной каретки HGH15CA составляет 1 кубический сантиметр, для HGW20CA – 2 кубических сантиметра. При использовании консистентной смазки рекомендуется применение пластичных смазок на литиевой основе с добавлением дисульфида молибдена, класс консистенции NLGI 2. Интервал проверки смазки составляет 100 километров пробега или 3-6 месяцев в зависимости от условий эксплуатации.
Для упаковочных линий с большим количеством направляющих рекомендуется применение системы централизованной смазки. К каретке подключаются масло-подающие штуцеры, через которые смазка подаётся от центрального лубрикатора. Рекомендуемая вязкость масла составляет 30-150 сСт. Норма подачи масла для HG15 составляет 0,2 кубических сантиметра в час, для HG20 также 0,2 кубических сантиметра в час при непрерывной работе.
При эксплуатации в условиях повышенной запылённости необходим более частый контроль состояния уплотнений и смазки. Рекомендуется осмотр уплотнений каждые 500 часов работы с заменой при обнаружении повреждений или критического износа. Скребки подлежат замене при уменьшении их толщины на 30% от начального значения.
Очистка поверхности рельса от налипшей цементной пыли должна производиться не реже одного раза в месяц при интенсивной эксплуатации. Для очистки рекомендуется применение мягких безворсовых салфеток, смоченных в обезжиривающем растворе. Использование абразивных материалов и жёстких щёток недопустимо, так как это может повредить закалённую поверхность дорожки качения.
Серия HG отличается четырёхрядной конструкцией с круговой дуговой канавкой, обеспечивающей угол контакта шариков 45 градусов. Это даёт равную нагрузочную способность в четырёх направлениях: радиальном, обратном радиальном и двух боковых. Другие серии, например EG, имеют готический профиль канавки и предназначены для более высокоскоростных применений. Серия HG оптимизирована именно для высоких нагрузок и длительного срока службы.
Для линий фасовки цемента с производительностью до 1000 мешков в час рекомендуется система защиты ZZ, включающая торцевые уплотнения, нижнее уплотнение и скребки. При производительности свыше 1000 мешков в час или при размещении направляющих непосредственно в зоне интенсивного пылеобразования следует применять систему KH с двойными высокопылезащитными уплотнениями. Система ZW применяется только в исключительных случаях из-за значительного увеличения силы трения.
Замена HG20 на HG15 возможна только после проверочного расчёта грузоподъёмности и срока службы. Базовая динамическая грузоподъёмность HG15 составляет 11,38 кН против 17,75 кН у HG20, что на 56% меньше. При одинаковой нагрузке срок службы HG15 будет существенно короче. Кроме того, HG15 имеет меньшую жёсткость, что может привести к увеличению прогибов и снижению точности позиционирования. Экономия на типоразмере направляющих может привести к более частым заменам и простоям оборудования.
Расчётный срок службы линейных направляющих определяется по формуле номинального срока службы, учитывающей базовую динамическую грузоподъёмность, фактическую нагрузку на каретку и коэффициенты твёрдости дорожки качения. Для направляющих HG номинальный срок службы в километрах рассчитывается как L = (C / P) в степени 3, где C – базовая динамическая грузоподъёмность, P – эквивалентная динамическая нагрузка. Затем номинальный срок службы пересчитывается в часы работы с учётом скорости и частоты перемещений. Для точного расчёта необходимо учитывать не только среднюю нагрузку, но и пиковые значения при разгоне и торможении.
Для направляющих класса точности C (нормальный) требования к обработке монтажных поверхностей менее строгие, чем для классов H и P. Достаточно фрезерования или строгания с последующей шлифовкой базовых поверхностей. Шероховатость поверхности должна соответствовать Ra 1,6-3,2 мкм. Плоскостность обеспечивается в пределах 0,05 мм на длине рельса. Для паллетизирующего оборудования и конвейеров такая точность обработки достаточна. Применение более точных классов направляющих требует прецизионного шлифования базовых поверхностей.
Рабочий температурный диапазон направляющих HG составляет от -20 до +80 градусов Цельсия. В упаковочных отделениях цементных заводов температура обычно находится в диапазоне от +10 до +40 градусов, что не создаёт проблем для эксплуатации. Однако следует учитывать, что при температуре выше +50 градусов вязкость смазки снижается, что требует более частого пополнения смазочного материала. При температуре ниже 0 градусов необходимо применение низкотемпературных смазок во избежание загустевания.
Срок службы уплотнений зависит от концентрации пыли, частоты очистки рельса и интенсивности эксплуатации. При использовании защиты KH и регулярной очистке поверхности рельса уплотнения сохраняют работоспособность в течение 6000-8000 часов работы. Скребки изнашиваются быстрее – их замена может потребоваться через 3000-4000 часов. Рекомендуется проводить визуальный осмотр уплотнений каждые 500 часов работы и замену при обнаружении разрывов, трещин или критического износа.
Направляющие HG применимы в вертикальных осях при условии правильного подбора типа каретки и предварительного натяга. Для вертикальных осей рекомендуется использовать квадратные каретки HGH с предварительным натягом класса ZA, обеспечивающим отсутствие люфта при одностороннем нагружении. Необходимо также предусмотреть устройство фиксации каретки на рельсе при отключении привода во избежание самопроизвольного опускания под действием силы тяжести. Для вертикальных осей с большим ходом перемещения предпочтительны направляющие размера HG20 или HG25.
Фланцевые каретки HGW имеют увеличенную площадь монтажной поверхности, расположенную по бокам корпуса, что обеспечивает лучшее распределение моментных нагрузок и повышенную жёсткость узла. Низкая высота установки позволяет уменьшить общую высоту конструкции. Фланцевые каретки предпочтительны для горизонтальных осей с высокими моментными нагрузками, например в механизмах поворота мешков или на длинных консолях. Квадратные каретки HGH имеют большую высоту и применяются там, где требуется высокая жёсткость в вертикальном направлении.
Направляющие, конструктивно аналогичные серии HIWIN HG, производятся компаниями THK (серия SR/HR), IKO (серия LWL), NSK (серия RA), PMI (серия MSA) и рядом других производителей. Однако прямая взаимозаменяемость гарантируется только в рамках взаимозаменяемого типа направляющих одного производителя. Использование кареток и рельсов разных производителей не рекомендуется из-за возможных различий в профиле канавки качения, размерах шариков и геометрии контактных поверхностей. При необходимости замены следует использовать оригинальные компоненты HIWIN.
Данная статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для общего понимания технических характеристик и областей применения линейных направляющих HIWIN серии HG. Информация, представленная в статье, не является руководством по проектированию, монтажу или эксплуатации оборудования.
Перед применением направляющих в конкретных проектах необходимо провести детальные инженерные расчёты с учётом всех эксплуатационных факторов и требований безопасности. Рекомендуется использовать официальную техническую документацию производителя и консультироваться с квалифицированными специалистами.
Автор не несёт ответственности за любые последствия, возникшие в результате использования информации из данной статьи, включая, но не ограничиваясь: неправильный выбор типоразмера направляющих, ошибки в расчётах грузоподъёмности, нарушения требований к монтажу, несоблюдения регламентов технического обслуживания или применения направляющих в условиях, не соответствующих их техническим характеристикам.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.