直线导轨的应用领域与原理 |
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直线导轨主要用在自动化机械上比较多,像德国进口的机床,折弯机,激光焊接机等等,当然直线导轨和直线轴是配套用的
。
直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质
,而用滚动钢球
。因为滚动钢球适应于高速运动
、摩擦系数小
、灵敏度高
,满足运动部件的工作要求
,如机床的刀架
,拖板等
。如果作用在钢球上的作用力太大
,钢球经受预加负荷时间过长
,导致支架运动阻力增大。
可以理解为是一种滚动导引
,是由钢珠在滑块跟导轨之间无限滚动循环
, 从而使负载平台沿着导轨轻易的高精度线性运动
,并将摩擦系数降至平常传统滑动导引的五十分之一
,能轻易地达到很高的定位精度
。滑块跟导轨间末制单元设计
,使线形导轨同时承受上下左右等各方向的负荷
,回流系统及精简化的结构设计让HIWIN的线性导轨有更平顺且低噪音的运动
。
滑块-使运动由曲线转变为直线
。新的导轨系统使机床可获得快速进给速度
,在主轴转速相同的情况下
,快速进给是直线导轨的特点
。直线导轨与平面导轨一样
,有两个基本元件
;一个作为导向的为固定元件
,另一个是移动元件
。由于直线导轨是标准部件
,对机床制造厂来说.要做的只是加工一个安装导轨的平面和校调导轨的平行度
。当然
,为了机床的精度
,床身或立柱少量的刮研是必不可少的
,在多数情况下
,安装是比较简单的
。作为导向的导轨为淬硬钢
,经精磨后置于安装平面上
。与平面导轨比较,直线导轨横截面的几何形状
,比平面导轨复杂
,复杂的原因是因为导轨上需要加工出沟槽
,以利于滑动元件的移动
,沟槽的形状和数量
,取决于机床要完成的功能
。例如
:一个既承受直线作用力
,又承受颠覆力矩的导轨系统
,与仅承受直线作用力的导轨相比.设计上有很大的不同
。
直线导轨系统的固定元件(导轨)的基本功能如同轴承环
,安装钢球的支架
,形状为“v”字形
。支架包裹着导轨的顶部和两侧面
。为了支撑机床的工作部件
,一套直线导轨至少有四个支架
。用于支撑大型的工作部件
,支架的数量可以多于四个
。
机床的工作部件移动时
,钢球就在支架沟槽中循环流动
,把支架的磨损量分摊到各个钢球上
,从而延长直线导轨的使用寿命
。为了消除支架与导轨之间的间隙
,预加负载能提高导轨系统的稳定性
,预加负荷的获得.是在导轨和支架之间安装超尺寸的钢球
。钢球直径公差为±20微米
,以0.5微米为增量
,将钢球筛选分类
,分别装到导轨上
,预加负载的大小
,取决于作用在钢球上的作用力
。假如作用在钢球上的作用力过大
,经受预加负荷时间过长
,导致支架运动阻力增强,就会出现平衡作用问题
;为了提高系统的灵敏度
,减少运动阻力
,相应地要减少预加负荷
,而为了提高运动精度和精度的保持性
,要求有足够的预加负数
,这是矛盾的两方面
。
工作时间过长
,钢球开始磨损
,作用在钢球上的预加负载开始减弱
,导致机床工作部件运动精度的降低
。如果要保持初始精度
,必须更换导轨支架
,甚至更换导轨
。如果导轨系统已有预加负载作用
。系统精度已丧失
,的方法是更换滚动元件
。
导轨系统的设计
,力求固定元件和移动元件之间有的接触面积
,这不但能提高系统的承载能力
,而且系统能承受间歇切削或重力切削产生的冲击力
,把作用力广泛扩散
,扩大承受力的面积
。为了实现这一点
,导轨系统的沟槽形状有多种多样
,具有代表性的有两种
,一种称为哥特式(尖拱式)
,形状是半圆的延伸
,接触点为顶点
;另一种为圆弧形
,同样能起相同的作用
。无论哪一种结构形式
,目的只有一个
,力求更多的滚动钢球半径与导轨接触(固定元件)
。决定系统性能特点的因素是
:滚动元件怎样与导轨接触
,这是问题的关键
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