คู่มือตลับลูกปืนหินแกรนิต: โครงสร้าง การใช้งาน ความสามารถในการรับน้ำหนัก และคำแนะนำในการเลือกสำหรับ CMM และระบบมาตรวิทยา

เมื่อเครื่องวัดพิกัดเคลื่อนผ่านการเคลื่อนที่โดยไม่เห็นหน้าสัมผัส ไม่มีสารหล่อลื่น และไม่มีสติ๊กสลิป แทบจะแน่นอนว่าเครื่องจะขี่บนลูกปืนลม และในเครื่องจักรที่มีความแม่นยำส่วนใหญ่ พื้นผิวที่มันขี่จะเป็นหินแกรนิต การจับคู่หินแกรนิตขัดกับอากาศที่มีแรงดันเป็นรากฐานที่เงียบสงบของอุปกรณ์มาตรวิทยาสมัยใหม่ แท่นเซมิคอนดักเตอร์ และแท่นมอเตอร์เชิงเส้น คู่มือนี้จะอธิบายวิธีการทำงานของตลับลูกปืนลมหินแกรนิต เหตุใดจึงเลือกใช้หินแกรนิตมากกว่าเซรามิกในการใช้งานส่วนใหญ่ วิธีพิจารณาความสามารถในการรับน้ำหนักและความแข็ง สิ่งที่ระบบจ่ายอากาศต้องการ และวิธีการระบุรายการพร้อมรายการตรวจสอบการเลือกที่ใช้งานได้จริง

ระบบนำทางลูกปืนลมทำงานอย่างไร

ตลับลูกปืนลมจะเข้ามาแทนที่หน้าสัมผัสการเลื่อนแบบแข็งด้วยฟิล์มบางของอากาศอัดแรงดัน โดยทั่วไปมีความหนาไม่กี่ไมโครเมตรถึงไม่กี่สิบไมโครเมตร อากาศจะถูกป้อนผ่านรูเล็ก ๆ หรือบริเวณที่มีรูพรุนในแผ่นแบริ่ง กระจายเข้าไปในช่องว่างระหว่างแผ่นกับพื้นผิวไกด์ และหลุดออกไปที่ขอบ ความดันภายในฟิล์มจะรับภาระ ดังนั้นแคร่จึงลอยได้แทนที่จะสัมผัส เนื่องจากไม่มีการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ จึงไม่มีแรงเสียดทานสถิตที่ต้องเอาชนะเมื่อเริ่มการเคลื่อนไหว ไม่มีอนุภาคการสึกหรอ และไม่มีสารหล่อลื่นที่จะดึงดูดฝุ่นหรือระเหยในห้องปลอดเชื้อ

คุณสมบัติสองประการของฟิล์มมีความสำคัญมากเท่ากับน้ำหนักที่บรรทุก ประการแรกคือการหาค่าเฉลี่ย: ฟิล์มจะเชื่อมเหนือจุดสูงสุดและต่ำสุดด้วยกล้องจุลทรรศน์บนพื้นผิวไกด์ โดยกรองข้อผิดพลาดของความยาวคลื่นสั้น เพื่อให้น้ำหนักบรรทุกมองเห็นวิถีโคจรที่นุ่มนวลกว่าโปรไฟล์พื้นผิวดิบมาก ประการที่สองคือการทำให้หมาด ๆ: ฟิล์มอากาศจะกระจายพลังงานการสั่นสะเทือน ซึ่งช่วยเสริมการหน่วงตามธรรมชาติของหินแกรนิตเอง เอฟเฟกต์เหล่านี้ร่วมกันทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่มีความตรงต่ำกว่าไมโครมิเตอร์และความละเอียดระดับนาโนเมตร ซึ่งเป็นสิ่งที่ระยะตลับลูกปืนอากาศของ CMM และระบบการตรวจสอบด้วยแสงต้องการ

ทำไมต้องใช้หินแกรนิตแทนเหล็กหรือเซรามิค

พื้นผิวไกด์คือครึ่งหนึ่งของระบบลูกปืนลม และคุณภาพจะตัดสินโดยรวม หินแกรนิตมีข้อดีสามประการ สามารถปัดได้เพื่อความเรียบที่โดดเด่น เป็นประจำที่ระดับไมโครเมตรบนพื้นที่ขนาดใหญ่ ซึ่งทำให้ฟิล์มอากาศมีช่องว่างที่มั่นคงและสามารถคาดเดาได้ มีการหน่วงภายในสูง โครงสร้างแบบรวมจึงไม่ดังเหมือนรางเหล็ก และมีมิติที่สงบ: การขยายตัวทางความร้อนเป็นเพียงเศษเหล็กเพียงเล็กน้อย และไม่กัดกร่อน ดังนั้นรูปทรงของช่องว่างจึงคงอยู่ได้นานหลายปีตามการหมุนเวียนของอุณหภูมิและอากาศชื้นในห้องสะอาดโดยไม่ต้องมีการปรับปรุงใหม่

ตัวนำเซรามิก โดยทั่วไปคืออลูมินาหรือซิลิคอนคาร์ไบด์ ปรากฏในเครื่องจักรบางเครื่องและมีจุดแข็งที่แท้จริง พวกมันแข็งกว่าหินแกรนิต ทนทานต่อแรงสัมผัสที่สูงกว่าเมื่อใช้ระบบบอลแอร์แบบไฮบริด และอาจจะเบากว่าสำหรับความแข็งเท่ากันในรูปทรงบางอย่าง ในทางปฏิบัติ ตัวเลือกจะขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน สำหรับแพลตฟอร์ม CMM และมาตรวิทยาส่วนใหญ่ หินแกรนิตจะชนะในราคาต่อหน่วยความแม่นยำ ช่วงขนาดที่มี และความสามารถในการซ่อมแซม เนื่องจากตัวนำทางหินแกรนิตที่ชำรุดหรือชำรุดสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ในขณะที่ตัวนำทางเซรามิกมักจะหมายถึงการเปลี่ยนส่วนประกอบทั้งหมด เซรามิกมีแนวโน้มที่จะได้คุณภาพระดับพรีเมียมเมื่อมีความแข็งสูง สภาพแวดล้อมที่รุนแรง หรือการเร่งความเร็วที่สูงมาก

ความสามารถในการรับน้ำหนักและความแข็ง

ความสามารถในการรับน้ำหนักในตลับลูกปืนลมเป็นเพียงแรงดันรวมของฟิล์มเหนือพื้นที่แผ่น ซึ่งลดลงโดยโปรไฟล์แรงดันระหว่างแหล่งจ่ายและขอบ คำแนะนำเชิงปฏิบัติคร่าวๆ: ด้วยแรงดันจ่ายโดยทั่วไปประมาณ 4 ถึง 6 บาร์และการออกแบบแผ่นอิเล็กโทรดที่มีประสิทธิภาพ แรงดันฟิล์มที่มีประสิทธิภาพในช่วง 1.5 ถึง 3 บาร์เหนือพื้นที่แผ่นอิเล็กโทรดสามารถทำได้ ดังนั้นแผ่นขนาด 50 x 100 มม. มีน้ำหนักประมาณ 75 ถึง 150 กก. โดยมีระยะขอบ แคร่แบบหลายแผ่นเพิ่มความจุโดยตรง

ความแข็งคือการเปลี่ยนแปลงของช่องว่างต่อหน่วยของการเปลี่ยนแปลงการบรรทุก และเป็นสิ่งที่ทำให้น้ำหนักบรรทุกไม่ลดลงไปทางไกด์ในขณะที่น้ำหนักบรรทุกเปลี่ยนไป ความแข็งของฟิล์มจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันในการจ่ายและด้วยช่องว่างการออกแบบที่เล็กลง แต่ช่องว่างที่เล็กเกินไปทำให้ตลับลูกปืนไวต่อข้อผิดพลาดของความเรียบของพื้นผิวและต่ออนุภาค แบริ่งที่ออกแบบอย่างดีบนหินแกรนิตที่ทับซ้อนกันจะอยู่ในช่วงกลางของช่วง ผสมผสานความแข็งอย่างมีนัยสำคัญเข้ากับความทนทานต่อคุณภาพพื้นผิวในโลกแห่งความเป็นจริง เมื่อทำการเปรียบเทียบซัพพลายเออร์ ให้ถามถึงกราฟโหลดเทียบกับกราฟช่องว่างและค่าความแข็งของฟิล์มที่โหลดการทำงานของคุณ ไม่ใช่เพียงจำนวนโหลดสูงสุด เนื่องจากตลับลูกปืนที่ลอยได้สูงที่โหลดเบาและพุ่งลงที่โหลดหนักจะแสดงในข้อมูลความตรงของคุณ

ข้อกำหนดช่องว่างของฟิล์มอากาศและการจัดหาอากาศ

ช่องว่างการออกแบบถูกเลือกให้ตรงกับความเรียบของไกด์และความสะอาดของอากาศ ช่องว่างที่ใหญ่กว่าให้อภัยข้อผิดพลาดของพื้นผิวและอนุภาค แต่ลดความแข็ง เครื่องจักรที่มีความแม่นยำมักมีช่องว่างประมาณ 5 ถึง 12 ไมโครเมตรบนหินแกรนิตที่ซัด นี่คือสาเหตุที่ระบุความเรียบของไกด์ไว้แน่นมาก ฟิล์มสามารถเฉลี่ยได้เฉพาะข้อผิดพลาดที่มีเพียงเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความหนาของตัวเองเท่านั้น

การจ่ายอากาศต้องการการดูแลแบบเดียวกัน ข้อกำหนดทั่วไปคืออากาศที่สะอาดและแห้งที่ 4 ถึง 8 บาร์ กรองให้มีความละเอียด 0.1 ไมโครเมตรหรือดีกว่าเพื่อการทำงานที่แม่นยำ โดยมีจุดน้ำค้างต่ำเพียงพอที่จะป้องกันการควบแน่นในท่อ โดยทั่วไปจะมีอุณหภูมิต่ำกว่า 10 องศา C ที่แรงดันท่อ น้ำมันคือศัตรู: แม้กระทั่งร่องรอยของละอองน้ำมันก็จะเคลื่อนเข้าสู่แผ่นฟิล์มและสะสมอยู่บนรางนำในที่สุด ดังนั้นคอมเพรสเซอร์แบบไร้น้ำมันหรือการรวมตัวและตัวกรองคาร์บอนจึงเป็นมาตรฐาน ตัวควบคุมและแหล่งกักเก็บควรมีขนาดเพื่อให้การบริโภคคงที่ เนื่องจากระลอกแรงดันจะปรากฏเป็นระลอกการเคลื่อนที่บนเวทีโดยตรง ปริมาณการใช้ขึ้นอยู่กับขนาดแผ่นอิเล็กโทรดและช่องว่าง ตั้งแต่ไม่กี่ลิตรต่อนาทีสำหรับแผ่นอิเล็กโทรดขนาดเล็กไปจนถึงมากกว่าหนึ่งร้อยลิตรสำหรับแคร่แผ่นอิเล็กโทรดขนาดใหญ่หลายแผ่น ดังนั้นการจ่ายวัสดุควรได้รับการออกแบบจากทั้งหมด โดยมีระบบสำรองหรือตัวสะสมซึ่งการปิดเครื่องโดยไม่คาดคิดจะทำให้เครื่องตกลงบนรางของมัน

ตำแหน่งที่ใช้ตลับลูกปืนหินแกรนิต

ฟิสิกส์เดียวกันนั้นรองรับตระกูลเครื่องจักรหลายตระกูล และการเน้นจะแตกต่างกันไปในแต่ละตระกูล

รายการตรวจสอบการเลือกปฏิบัติ

ก่อนที่จะขอใบเสนอราคา ให้ดำเนินการหกรายการก่อน พวกเขาใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงในการเตรียมและประหยัดเวลาในการทำซ้ำหลายสัปดาห์

น้ำหนักบรรทุก: ระบุมวลน้ำหนักบรรทุก จุดศูนย์ถ่วงชดเชย และน้ำหนักบรรทุกคงที่หรือเปลี่ยนแปลงในระหว่างรอบการทำงาน ทิศทางพรีโหลดและแรงไดนามิกจากมอเตอร์และสายเคเบิลก็อยู่ที่นี่เช่นกัน

การเคลื่อนตัวและการเคลื่อนตัว: ให้ระยะชักที่ต้องการในแต่ละแกน พื้นที่ว่าง และตำแหน่งของจุดหยุดแข็งและการจัดการสายเคเบิล ความยาวไกด์จะกำหนดจำนวนและระยะห่างของแผ่นแบริ่ง

ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ: แสดงเป็นความตรง ความเรียบของเส้นทางที่เคลื่อนที่ การเอียง การม้วนและการหันเหตลอดจังหวะเต็ม และความสามารถในการทำซ้ำ ตัวเลขที่นี่ขับเคลื่อนข้อกำหนดการขัดของไกด์หินแกรนิต

การจ่ายอากาศ: ยืนยันแรงดัน จุดน้ำค้าง และการกรองที่ทางเข้าเครื่องจักร และตรวจสอบว่ามีการใช้งานท่อร่วมกับอุปกรณ์อื่นๆ ที่อาจทำให้แรงดันตกหรือไม่

สภาพแวดล้อม: ช่วงอุณหภูมิและความเสถียร ความชื้น การสั่นสะเทือนของพื้น และระดับห้องคลีนรูม หากมี สิ่งเหล่านี้จะกำหนดเกรดวัสดุ การกำหนดขนาดช่องว่าง และจำเป็นต้องติดตั้งแยกส่วนหรือไม่

ส่วนต่อประสานในการติดตั้ง: จัดเตรียมภาพวาดของสิ่งที่ยึดติดกับแคร่และสิ่งที่รองรับไกด์ รวมถึงตำแหน่งเม็ดมีด เพื่อให้ส่วนประกอบหินแกรนิตมาถึงพร้อมสำหรับการประกอบ แทนที่จะต้องเจาะในพื้นที่หลังการส่งมอบ

การติดตั้ง การทำความสะอาด และการบำรุงรักษา

ระบบลูกปืนลมแทบจะไม่ต้องบำรุงรักษา แต่มีนิสัยบางประการที่ป้องกันได้ ปิดพื้นผิวตัวนำไว้เมื่อไม่ได้ใช้งานเพื่อป้องกันเศษและการสัมผัสโดยไม่ได้ตั้งใจ ทำความสะอาดหินแกรนิตที่ถูด้วยผงซักฟอกสูตรอ่อนหรือไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ และผ้าที่ไม่มีขุย หลีกเลี่ยงน้ำยาทำความสะอาดที่เป็นด่างที่รุนแรงซึ่งอาจทำให้พื้นผิวหมองคล้ำได้เป็นเวลาหลายปี อย่าเลื่อนแคร่โดยสารบนรางแห้งโดยที่ลมปิดอยู่ เพราะแม้แต่จุดสตาร์ทขณะโหลดก็อาจเหลือจุดราบบนเบาะได้ ใช้คุณสมบัติการยกหรือการชดเชยที่ออกแบบไว้ในเครื่อง ตรวจสอบตัวกรองและตัวควบคุมตามกำหนดเวลา และดูการอ่านค่าช่องว่างหากเครื่องจักรจัดเตรียมไว้ เนื่องจากช่องว่างที่แคบลงอย่างช้าๆ มักบ่งบอกถึงอายุของตัวกรองหรือการปนเปื้อนบนพื้นผิวเป็นเวลานานก่อนที่จะเกิดข้อผิดพลาด ด้วยนิสัยเหล่านั้น ไกด์หินแกรนิตสามารถถูกซ้ำได้หลังจากใช้งานมานานหลายปี และระบบกลับคืนสู่ประสิทธิภาพใหม่ ซึ่งเป็นหนึ่งในข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจที่เงียบสงบของเทคโนโลยี

เริ่มต้นด้วยภาระและการเดินทางของคุณ

หากคุณกำลังระบุระยะตลับลูกปืนอากาศ CMM แท่นมาตรวิทยา หรือเครื่องจักรมอเตอร์เชิงเส้นตรงแบบกำหนดเอง โปรดส่งรายการตรวจสอบด้านบนหรือเพียงแค่โหลด การเคลื่อนที่ เป้าหมายความแม่นยำ และแบบอินเทอร์เฟซ เราผลิตแบริ่งอากาศหินแกรนิตส่วนประกอบและไกด์ขัดที่ตรงกันในบ้านและของเราเครื่องวัดส่วนประกอบหินแกรนิตเส้นครอบคลุมราง รถม้า และฐานที่รถวิ่งทับ วิศวกรของเราจะตรวจสอบความต้องการของคุณ แนะนำโครงร่างของแผ่น ระดับช่องว่าง และความเรียบของไกด์ และส่งคืนใบเสนอราคาพร้อมระยะเวลารอคอย โดยปกติภายในสองสามวันทำการ การผลิตตามสั่งตามแบบของคุณถือเป็นแนวปฏิบัติมาตรฐานของเรา และการตรวจทานแบบร่างนั้นไม่มีค่าใช้จ่าย