Шариковые опоры, встроенные в стол станка, позволяют операторам за секунды, а не за минуты, задвигать тяжелые заготовки, приспособления и листовые детали в обрабатывающий центр с ЧПУ. По данным Essentra Components, шариковые опоры выбирают для загрузки станков и столов станков именно потому, что несущий шар, вращающийся на меньших опорных подшипниках, позволяет предмету перемещаться в любом горизонтальном направлении с минимальным трением.

Почему в столах загрузки станков применяют шариковые опоры

Вспомогательное время оператора ЧПУ означает чистые затраты. Каждая минута, потраченная на подъем, перемещение или выравнивание заготовки, становится минутой простоя шпинделя. Стол с шариковыми опорами превращает такое перемещение в простое толкающее усилие, поскольку груз катится по стальным шарам, а не волочится по голой поверхности стола.

Omnitrack, британский производитель, представивший в 1954 году тяжелонагруженные шариковые блоки с рециркуляцией, оценивает свою тяжелонагруженную серию в 8 000 кг (16 000 фунтов) на единицу и указывает коэффициент трения 1:0,005, то есть усилие страгивания составляет менее 0,5 процента от перемещаемого груза. Поэтому для перемещения приспособления массой 500 кг требуется всего несколько килограммов толкающего усилия, что вполне укладывается в нормы ручного перемещения.

Типичные позиции загрузки станков

• Подающие столы для машин по обработке листового металла, как отмечает Speedrack West, наряду с оснасткой для листогибочных прессов
• Столы станков и загрузочные позиции на токарных станках с ЧПУ и обрабатывающих центрах, перечисленные Essentra
• Поддерживающие столы гильотинных ножниц и листогибочных прессов, где пружинные опоры удерживают лист, пока нож совершает рабочий ход
• Столы контроля и промежуточного накопления рядом со станком для входящих заготовок и готовых деталей

KIPP USA описывает шариковые опоры с пружинным элементом, применяемые в гильотинных ножницах и листогибочных прессах: опора поддерживает лист во время обработки, а после завершения процесса пружинный элемент возвращается в исходное положение и позволяет заготовке скатиться. Такое же поведение с выдвижением подходит для столов загрузки станков с ЧПУ, где заготовка должна неподвижно лежать для зажима, а затем свободно катиться для снятия.

Грузоподъемность и шаг расстановки

Расчет грузоподъемности ведется по нагрузке, а не по столу. Тяжелонагруженная серия Essentra выдерживает от 25 до 500 кг при ориентации шариком вниз, а серия Euro ball рассчитана на от 10 до 610 кг при ориентации шариком вверх в диапазоне температур от от -30 °C до 70 °C. Квадратная заготовка 600 мм на кластере из четырех опор требует опор с номинальной нагрузкой выше 150 кг каждая, чтобы стол оставался в пределах номинала. Bosch Rexroth публикует диаграммы коэффициента трения, поскольку выбор зависит от нагрузки и скорости, а его опоры работают на конвейерных скоростях до 2 м/с.

Ориентация также важна. Тяжелонагруженные опоры Omnitrack сохраняют полную номинальную нагрузку при любом угле, поэтому станкостроители устанавливают их шариком вниз для верхних направляющих инструмента и шариком вверх для настилов столов. Серии 84 и 94 имеют наружные пружины с регулируемым предварительным натягом, что позволяет инженерам настраивать усилие поддержки под конкретный вес заготовки.

Вопросы и ответы: удерживают ли шариковые опоры положение при зажиме?

Нет, свободно вращающийся шар не выполняет зажим. Столы станков сочетают шариковые опоры с убирающимися опорами или простыми фиксаторами: пневматические или пружинно-убирающиеся опоры опускаются ниже поверхности стола для стабильного зажима, а фиксированные опоры подходят для позиций, где деталь остается на месте за счет силы тяжести и трения после остановки движения. Многие производители используют комбинацию: фиксированные опоры для перемещения и пружинные опоры в зоне загрузки, чтобы смягчать падение тяжелой заготовки.

Ahcell выпускает опору CY-15A с фланцевым креплением для легких вспомогательных зон у станка и опору SP-38 со шпилечным креплением для плотных загрузочных массивов; доступны нержавеющие версии для условий, где обычны брызги СОЖ. Согласование номинальной нагрузки опор, диаметра шаров и схемы расстановки с самой тяжелой заготовкой обеспечивает безопасность стола и непрерывную работу шпинделя.