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滚动直线导轨优化方案

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:滚动直线导轨的特点滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的滚动体,使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,大大降低二者之间的运动摩擦阻力。目前各种滚动导轨基本已实现生产的标准化、系列化,用户及设计人员只需了解滚动直线导轨的特点,掌握选用方法即可。滚动导轨可以预紧,以提高刚度。滚动直线导轨的分类1)按滚动体的形状分为滚珠式、滚柱式和滚针式,如图2-22所示。

滚动直线导轨优化方案

(1)滚动直线导轨的特点

滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的滚动体,使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,大大降低二者之间的运动摩擦阻力。滚动导轨适用于工作部件要求移动均匀、动作灵敏以及定位精度高的场合,因此在高精密的机电一体化产品中应用广泛。目前各种滚动导轨基本已实现生产的标准化、系列化,用户及设计人员只需了解滚动直线导轨的特点,掌握选用方法即可。

滚动导轨的特点:

1)摩擦因数低,摩擦因数为滑动导轨的1/50左右。动静摩擦因数差小,不易爬行,运动平稳性好。

2)定位精度高,可达0.1~0.2μm,运动平稳,可微量移动。

3)刚度大。滚动导轨可以预紧,以提高刚度。

4)寿命长。由于是纯滚动,摩擦因数为滑动导轨的1/50左右,磨损小,因而寿命长,功耗低,便于机械小型化。

5)结构复杂,几何精度要求高,抗振性较差,防护要求高,制造困难,成本高。

(2)滚动直线导轨的分类

1)按滚动体的形状

分为滚珠式、滚柱式和滚针式,如图2-22所示。滚珠式的特点是:点接触、摩擦小,承载力小,刚度低;滚柱式的特点是:线接触、摩擦大,承载力大,刚度高,对导轨平行度敏感;滚针式的特点是尺寸小,结构紧凑,承载能力大。

2)按滚动体是否循环(www.xing528.com)

分为滚动体循环式和滚动体不循环式。滚动体不循环式导轨的滚动体可以是滚珠、滚针或圆柱小滚子,该形式的导轨由于滚动体不循环,其行程有限。滚动体不循环式导轨结构简单,制造容易,成本较低,但有时难以施加预紧力,刚度较低,抗振性能差,不能承受冲击载荷。滚动体循环式导轨行程不受限制,并且与滚动体不循环式导轨相比其承载能力大,刚度高。

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图2-22 滚动直线导轨副按滚动体形状的分类

a)滚珠式 b)滚柱式 c)滚针式

(3)滚动直线导轨副

类似于滚珠丝杠,滚动导轨的生产也实现了标准化、系列化,目前世界上有很多公司都生产各种用途的标准化导轨,并使之规模化来降低成本。在设计机电一体化系统时应尽量采用标准化的导轨,来满足设计的需求,使产品的成本降低并使生产周期缩短,提高产品的市场竞争力。图2-23为THK公司生产的HSR型滚动直线导轨,滚珠在导轨与滑块被精密研磨加工过的4列滚动沟槽上进行滚动,再通过装在滑块上的端盖板使各列球进行循环运动,因滚珠被保持板保持,即使将滑块从轨道上抽出,滚珠也不会脱落;该系列导轨为使滑块的各方向(径向方向、反径向方向、横向方向)具有相同的额定负荷,各球列被设计成45°的接触角,无论何种姿态都可以,并且因施加均等的预压,从而既能一边维持较低的摩擦因数,又加强刚性,可以获得稳定的高精度直线运动,用途非常广泛。

(4)滚动直线导轨的选用

在设计选用滚动直线导轨时,应对其使用条件,包括工作载荷、精度要求、速度、工作行程、预期工作寿命等进行计算,并且还要考虑其刚度、摩擦特性及误差平均作用、阻尼特征等因素,从而达到正确合理的选用,以满足设备技术性能的要求。

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图2-23 HSR型滚动直线导轨

1—油嘴 2—末端密封垫片 3—端盖板 4—滑块 5—保持板 6—导轨 7—滚珠 8—保持板 9—内部密封垫片 10—侧面密封垫片

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