На заводе, где производятся прецизионные детали, прецизионная портальная рама XYZ похожа на «суперплоттер», способный к точному перемещению в микрометровом или даже нанометровом масштабе. Гранитное основание — это «устойчивый стол», на котором стоит этот «плоттер». Могут ли они действительно «работать в идеальной гармонии», когда они соединены вместе? Сегодня давайте раскроем тайну, которая внутри.
Почему их называют «идеальной парой»?
Гранит — не обычный камень. Он как «шестиугольный воин» в мире материалов:
Исключительная способность поглощения ударов: гранит имеет чрезвычайно высокую плотность, а его внутренняя структура похожа на «плотный пазл». Когда рама козла быстро движется и вибрирует (так же, как она трясется при резком торможении во время работы), гранит может поглотить более 90% энергии вибрации, позволяя раме козла быстро «стоять твердо». Например, при шлифовке оптических линз после использования гранитного основания амплитуда вибрации рамы козла была уменьшена с 15 микрон до 3 микрон, а точность линз была значительно улучшена.
Не боится температурного «разрушения»: рама портала нагревается после длительной эксплуатации. Обычные материалы «расширяются и деформируются» при нагревании, но коэффициент теплового расширения гранита составляет всего одну пятую от коэффициента теплового расширения стали! Даже если температура в цеху изменится на 10℃ в течение дня, его деформацию можно практически игнорировать. Он может прочно поддерживать раму портала и гарантировать, что погрешность позиционирования не превысит 2 микрона.
Будут ли у них также "конфликты"? Эти вопросы следует отметить!
Хотя они «весьма совместимы», если не будут хорошо спланированы на ранней стадии, может также возникнуть «несовместимость с местной средой»:
Неловкость «несоответствия интерфейсов»
Ползунки и направляющие на раме портала должны быть точно установлены в отверстиях основания. Если отклонение отверстий на основании превышает 0,01 миллиметра (тоньше человеческого волоса), рама портала может наклониться при установке и застрять при перемещении. Так же, как когда соединения пазла не совпадают, как бы вы ни старались, это просто не сработает.
Скрытая опасность «несоответствия веса»
Большие портальные рамы тяжелые и «прочные». Если гранитное основание недостаточно прочное (с прочностью на сжатие ниже 120 мегапаскалей), оно может треснуть при длительном сильном давлении. Это как поддерживать большой камень маленькими ветками. Рано или поздно он сломается.
Проблема «асинхронного теплового расширения и сжатия»
Степень расширения металлических рам портальных кранов и гранита при нагревании различна. В среде с большой разницей температур эти два элемента могут «конкурировать» друг с другом, создавая напряжение, что приводит к нестабильности оборудования, подобно тому, как детали из разных материалов «идут своим путем» при высоких температурах.
Как заставить их «идеально сотрудничать»?
Не волнуйтесь. Есть решения этих проблем:
Индивидуальное основание: заранее измерьте вес рамы портала, положение монтажных отверстий и другие данные, а затем позвольте производителю изготовить специальное основание, чтобы гарантировать, что погрешность положения каждого отверстия не превысит 0,005 миллиметра.
Укрепите и усовершенствуйте основание: выберите гранит с более высокой прочностью на сжатие (≥150 мегапаскалей), а также спроектируйте сотовую структуру внутри основания, как в пчелином улье, что не только снизит вес, но и увеличит несущую способность.
Установите «Защиту контроля температуры»: добавьте слой гибкой прокладки между основанием и рамой портала для поглощения термического напряжения; или установите трубы водяного охлаждения, чтобы поддерживать колебания температуры в пределах 1℃.
Время публикации: 17 июня 2025 г.