Schaeffler lanza las guías lineales hidrostáticas Hle

Schaeffler ha desarrollado la gama HLE de guías lineales hidrostáticas, que combinan unas buenas características de amortiguación con las dimensiones compactas de una guía lineal perfilada. La gama HLE es ideal para aplicaciones de movimiento lineal en las que se requieren elevadas características de amortiguación y en las que la propia amortiguación debe producirse en el punto en el que se aplica la carga, por ejemplo, en aplicaciones de mecanizado de alta velocidad y de rectificado de alta precisión.Si es posible amortiguar las vibraciones de la máquina, puede mejorarse el rendimiento de la misma, lo que se traduce en mayores capacidades de corte, velocidades más elevadas, mejor calidad superficial y mayor precisión de mecanizado.A diferencia de las guías lineales de bolas convencionales o de las guías lineales de rodillos, las guías hidrostáticas no presentan contacto metal-metal.Los carros guía se mueven sobre un fino cojín de fluido a alta presión, con el resultado final de un desgaste nulo de los carriles-guía.Gracias a un controlador hidráulico integrado, las guías hidrostáticas están listas para el montaje y las dimensiones de montaje son intercambiables con los sistemas de guiado monorraíl.Las vibraciones en las máquinas-herramienta pueden ser un problema.Las vibraciones se inducen como resultado de los choques por contacto de las cuchillas, el desgaste de las herramientas, los efectos regenerativos y otras fuerzas perturbadoras procedentes de influencias externas.Debido a la gran cantidad de "muelles" y "masas", se producen numerosas frecuencias de resonancia que, en algunos casos, tienen fuertes efectos sobre la precisión y la calidad superficial de las piezas de trabajo.En este caso, la película lubricante que separa los componentes en los sistemas de guiado hidrodinámico e hidrostático proporciona una amortiguación de las vibraciones mediante el denominado efecto de "película de compresión".Esto amortigua o incluso elimina la aparición de elevaciones de amplitud en las frecuencias de resonancia, con lo que se mejora la rigidez dinámica de la máquina y se consigue una mayor precisión. Sin embargo, los sistemas de guiado hidrostático han estado asociados, hasta ahora, a desventajas de diseño y económicas: se requiere un mayor espacio constructivo, se necesitan más trabajos de montaje y ajuste y, por lo tanto, los costes son más elevados.La guía lineal hidrostática HLE de Schaeffler del tamaño 45 (45 mm de ancho de carril), por ejemplo, tiene un valor de amortiguación superior a 470.000 kg/s. El sistema funciona a una presión nominal de 100 bar con una clase de viscosidad del aceite de ISO VG 46. El caudal del carro es de aproximadamente 1,2 l/min.La rigidez a la tracción equivale prácticamente a la de un soporte de rodamiento. El carro consta de una placa de asiento de acero con bolsas de presión y dos piezas finales. En la pieza final del lado de suministro de aceite hay integrada una regulación de presión. La segunda pieza final sólo sirve para la recirculación del aceite.El diseño y las dimensiones geométricas de las superficies de contacto de la placa de asiento y los raíles son fundamentales para el rendimiento de la guía hidrostática.La vida útil de los cojinetes de las guías hidrostáticas puede considerarse infinita, ya que no hay desgaste de los cojinetes, lo que se traduce en una mayor vida útil de la máquina y una mayor rigidez y precisión.La protección contra choques también mejora, ya que la presión del aceite en la cavidad aumenta a medida que se aplica la carga de corte, creando una fuerza de restauración que impide que la ranura de fluido se cierre bajo una carga de impacto muy elevada.Se han realizado pruebas con las guías hidrostáticas en numerosas aplicaciones de clientes.Una de estas pruebas consistió en evaluar la guía hidrostática en un centro de mecanizado de tres ejes.El eje transversal (eje Y), que guía el conjunto del husillo principal y el eje Z, se equipó con una guía hidrostática de tamaño 45. La medición de la desviación mostró que la HLE tenía valores casi idénticos a los del sistema de guiado monorraíl de rodillos, lo que indicaba que no había desventajas en términos de rigidez del eje.Sin embargo, el examen de la resiliencia dinámica en el punto central de la máquina-herramienta (TCP) reveló una clara reducción de los picos de vibración en todos los ejes cuando se utilizaba la HLE, lo que permitió aumentar significativamente la profundidad máxima de mecanizado.Las pruebas realizadas por el cliente demostraron que el corte se vuelve inestable a cierta profundidad de mecanizado cuando se utilizan sistemas de guiado monorraíl, produciéndose efectos de vibración regenerativa.Sin embargo, en las mismas condiciones pero utilizando guías HLE, el corte se estabiliza.Se obtuvieron resultados similares en la vibración de la mesa de la pieza en una rectificadora.Se observó una vibración significativa de primer orden de la placa cuando la excitación se producía en el centro de la mesa de la pieza.Cuando la mesa se guió utilizando cuatro carros guía hidrostáticos en lugar de cuatro carros monorraíl de rodillos convencionales, las mediciones de frecuencia de resiliencia mostraron una reducción de las amplitudes de vibración.La HLE consiguió una clara mejora del comportamiento de decaimiento en el centro de la mesa.Al evaluar los resultados del rectificado mediante mediciones de superficie, se descubrió que la HLE optimizaba tanto la "ondulación larga" como la "ondulación corta" de la guía de la mesa.Hasta la fecha, la mayoría de las guías hidrostáticas han sido relativamente caras, su montaje ha llevado mucho tiempo y requieren un espacio de diseño mayor que el de las guías de carril perfilado. Sin embargo, las guías HLE de INA se fabrican para encajar en el espacio de diseño estándar de una guía lineal de carril perfilado.Para los constructores de maquinaria, esta facilidad de montaje significa que los costes de diseño y montaje pueden reducirse. Las guías cumplen con las dimensiones de diseño ISO/DIN y las dimensiones de montaje para sistemas de guiado monorraíl, lo que significa que un ingeniero de diseño podría, por ejemplo, utilizar tanto un sistema de guiado por rodillos como un elemento de guiado hidrostático en el mismo diseño de máquina, pero para una variedad de clases de rendimiento de máquina-herramienta.

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