(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。
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。
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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