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首頁 >新聞中心直線導(dǎo)軌的性能應(yīng)用及特點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：2018-06-22 瀏覽：8901次
隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展,，使得傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了巨大的變化，數(shù)控技術(shù),、機(jī)電一體化和工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)中得到了更加廣泛的應(yīng)用,。同時(shí)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的定位精度、導(dǎo)向精度和進(jìn)給速度在不斷提高,，使傳統(tǒng)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)生了重大變化,。自 1973年開始商品化以來，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副以其獨(dú)有的特性,，逐漸取代了傳統(tǒng)的滑動(dòng)直線導(dǎo)軌,，在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。適應(yīng)了現(xiàn)今機(jī)械對于高精度,、高速度,、節(jié)約能源以及縮短產(chǎn)品開發(fā)周期的要求，已被廣泛應(yīng)用在各種重型組合加工機(jī)床,、數(shù)控機(jī)床,、高精度電火花切割機(jī)、磨床,、工業(yè)用機(jī)器人乃至一般產(chǎn)業(yè)用的機(jī)械中,。
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的性能特點(diǎn)
1.定位精度高
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)借助鋼球滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)軌副摩擦阻力小,，動(dòng)靜摩擦阻力差值小,，低速時(shí)不易產(chǎn)生爬行。重復(fù)定位精度高,，適合作頻繁啟動(dòng)或換向的運(yùn)動(dòng)部件,。可將機(jī)床定位精度設(shè)定到超微米級(jí),。同時(shí)根據(jù)需要,，適當(dāng)增加預(yù)載荷,，確保鋼球不發(fā)生滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng),，減小了運(yùn)動(dòng)的沖擊和振動(dòng),。
2.磨損小
對于滑動(dòng)導(dǎo)軌面的流體潤滑,，由于油膜的浮動(dòng),，產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)精度誤差是無法避免的。在絕大多數(shù)情況下,，流體潤滑只限于邊界區(qū)域,，由金屬接觸而產(chǎn)生的直接摩擦是無法避免的，在這種摩擦中,，大量的能量以摩擦損耗被浪費(fèi)掉了,。與之相反，滾動(dòng)接觸由于摩擦耗能小,，滾動(dòng)面的摩擦損耗也相應(yīng)減少,，故能使?jié)L動(dòng)直線導(dǎo)軌系統(tǒng)長期處于高精度狀態(tài)。同時(shí),，由于使用潤滑油也很少,，這使得在機(jī)床的潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)及使用維護(hù)方面都變的非常容易。
3.適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)且大幅降低驅(qū)動(dòng)功率
采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌的機(jī)床由于摩擦阻力小,，可使所需的動(dòng)力源及動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)小型化,，使驅(qū)動(dòng)扭矩大大減少，使機(jī)床所需電力降低80%,，節(jié)能效果明顯,。可實(shí)現(xiàn)機(jī)床的高速運(yùn)動(dòng),，提高機(jī)床的工作效率20~30%,。
4.承載能力強(qiáng)
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副具有較好的承載性能，可以承受不同方向的力和力矩載荷,，如承受上下左右方向的力,以及顛簸力矩,、搖動(dòng)力矩和擺動(dòng)力矩。因此,，具有很好的載荷適應(yīng)性,。在設(shè)計(jì)制造中加以適當(dāng)?shù)念A(yù)加載荷可以增加阻尼，以提高抗振性,，同時(shí)可以消除高頻振動(dòng)現(xiàn)象,。而滑動(dòng)導(dǎo)軌在平行接觸面方向可承受的側(cè)向負(fù)荷較小，易造成機(jī)床運(yùn)行精度不良,。
5.組裝容易并具互換性
傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌必須對導(dǎo)軌面進(jìn)行刮研,，既費(fèi)事又費(fèi)時(shí),，且一旦機(jī)床精度不良，必須再刮研一次,。滾動(dòng)導(dǎo)軌具有互換性,，只要更換滑塊或?qū)к壔蛘麄€(gè)滾動(dòng)導(dǎo)軌副，機(jī)床即可重新獲得高精度,。
如前所述,，由于滾珠在導(dǎo)軌與滑塊之間的相對運(yùn)動(dòng)為滾動(dòng)，可減少摩擦損失,。通常滾動(dòng)摩擦系數(shù)為滑動(dòng)摩擦系數(shù)的2%左右,，因此采用滾動(dòng)導(dǎo)軌的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)遠(yuǎn)優(yōu)越于傳統(tǒng)滑動(dòng)導(dǎo)軌。
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的選用方法
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副具有承載能力大,、接觸剛性高,、可靠性高等特點(diǎn)，主要在機(jī)床的床身,、工作臺(tái)導(dǎo)軌和立柱上,、下升降導(dǎo)軌上使用。我們在選用時(shí)可以根據(jù)負(fù)荷大小,，受載荷方向,、沖擊和振動(dòng)大小等情況來選擇。
1.受力方向
由于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的滑塊與導(dǎo)軌上通常有4列圓弧滾道,，因此能承受4個(gè)方向的負(fù)荷和翻轉(zhuǎn)力矩,。導(dǎo)軌承受能力隨滾道中心距增大而加大。
2.負(fù)荷大小
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌不同規(guī)格有著不同的承載能力,，可根據(jù)承受負(fù)荷大小選擇,。為使每副滾動(dòng)直線導(dǎo)軌均有比較理想的使用壽命，可根據(jù)所選廠家提供的近似公式計(jì)算額定壽命和額定小時(shí)壽命,，以便給定合理的維修和更換周期,。還要考慮滑塊承受載荷后，每個(gè)滑塊滾動(dòng)阻力的影響,，進(jìn)行滾動(dòng)阻力的計(jì)算,，以便確定合理的驅(qū)動(dòng)力。
3.預(yù)加負(fù)載的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的沖擊,、振動(dòng)情況以及精度要求,，選擇合適的預(yù)壓值。
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的現(xiàn)狀
目前,，國外生產(chǎn)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的廠商主要集中在美國,、英國、德國及日本等國家,。國內(nèi)在滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的制造方面還處于初始階段,，與國外相比,，仍有差距，主要表現(xiàn)為：品種少,、產(chǎn)量小,、使用壽命低，噪音大,，加工工藝也不如國外先進(jìn),。以南京工藝裝備制造廠、廣東凱特精密機(jī)械有限公司為代表的國內(nèi)企業(yè),，正在努力縮小這種差距,，他們的部分產(chǎn)品已經(jīng)具有國際先進(jìn)水平。
直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的發(fā)展趨勢
滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的新類型,、新功能目前在不斷涌現(xiàn)，并正在向組合化,、集成化,、高速、低噪音,、智能化方向發(fā)展,。
1.用滾珠保持的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副
THK公司采用滾珠保持架與滾珠構(gòu)成一體，保持滾珠平穩(wěn)的進(jìn)行循環(huán)運(yùn)動(dòng),，消除了滾珠間的相互摩擦,，開發(fā)了噪聲低、免維修,、壽命長,、速度可達(dá)300m/min的超高速直線運(yùn)動(dòng)的SSR導(dǎo)軌副，并已開始推廣,。該導(dǎo)軌副實(shí)現(xiàn)了100m/min 運(yùn)動(dòng)速度下噪聲小于50dB,，摩擦波動(dòng)幅度減少到以往產(chǎn)品的1/5。另外,，通過了一次加油脂2cm3,，運(yùn)行2800km 的試驗(yàn)。今后帶滾珠保持架的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副將逐漸成為高檔數(shù)控機(jī)床選用的主流,。
2.直線電動(dòng)機(jī)和直線導(dǎo)軌并用
采用一體化直線電動(dòng)機(jī)的滑臺(tái)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊,、運(yùn)行中動(dòng)力大的特點(diǎn)。同時(shí)滑臺(tái)系統(tǒng)的定位精度也有所提高,。SKF直線系統(tǒng)有限公司與Pratec直線電動(dòng)機(jī)制造廠進(jìn)行合作,，并于1996年已開始推廣一體化的直線電動(dòng)機(jī)滑臺(tái)系統(tǒng)產(chǎn)品。
3.混合工作臺(tái)
日本研制了一種新型的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副工作臺(tái),，它具有一套滑動(dòng)電磁塊裝置,，可在定位加工時(shí)吸到導(dǎo)軌上以增加摩擦力,，從而提高了系統(tǒng)的抗振性能，所以它又稱為混合工作臺(tái)(hybrid table system),。
4.新材料制造的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副
由于用戶要求的多樣化及使用環(huán)境的不同,，出現(xiàn)了用新材料制造的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。例如,，采用不銹鋼制作的產(chǎn)品,，其導(dǎo)軌軸、滑塊,、鋼球,、密封端和保持器均采用不銹鋼材料制作，而反向器采用合成樹脂,，故耐腐蝕性提高,。對于要求高溫和真空用途時(shí)，反向器可以采用不銹鋼材,。此外,，用陶瓷材料制造的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副將會(huì)得到開發(fā)應(yīng)用。
目前,，在惡劣環(huán)境即高粉塵濃度,、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和高腐蝕場合使用直線導(dǎo)軌還有一定的局限性,。但隨著直線導(dǎo)軌技術(shù)的日益完善,，以及直線導(dǎo)軌具有高速性與控制性等諸多突出的優(yōu)點(diǎn)，以及豐富的類型和功能,，可以預(yù)期,，此機(jī)構(gòu)作為一個(gè)功能部件將越來越多地用在數(shù)控機(jī)床等機(jī)械設(shè)備上。
