翻滾直線導(dǎo)軌

第一組冬2016.3.22導(dǎo)向支撐組織用于確保運動部件沿著必定的軌道（直線或圓）運動，并接受運動部件上的載荷。簡介導(dǎo)向支承部件的效果是：1）支承2）約束運動部件按給定的運動要求和規(guī)則的運動方向運動。常見的支撐組織首要有導(dǎo)軌、軸系及床身等，這兒咱們首要介紹導(dǎo)軌中的翻滾直線導(dǎo)軌。一、導(dǎo)軌副的組成、品種及其應(yīng)滿意的條件1、導(dǎo)軌副的組成承導(dǎo)件(支承導(dǎo)軌、靜導(dǎo)軌)運動件(運動導(dǎo)軌、動導(dǎo)軌)支承導(dǎo)軌用以支承和約束運動導(dǎo)軌，使之按功用要求作正確的運動。導(dǎo)軌副運動件承導(dǎo)件（1）按運動軌跡分直線運動導(dǎo)軌副回轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌副2、導(dǎo)軌副的分類直線運動導(dǎo)軌副反轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌副（2）按觸摸面的沖突性質(zhì)分滾珠導(dǎo)軌滾柱導(dǎo)軌滾動軸承導(dǎo)軌液體靜壓導(dǎo)軌三角形矩形燕尾形圓形（3）按導(dǎo)軌副的截面形狀分每種又分為凸形和凹形對稱三角形45o900~1200凸形凹形燕尾形550550凸形凹形矩形凸形凹形圓形凸形凹形（4）按結(jié)構(gòu)特色分為開式導(dǎo)軌閉式導(dǎo)軌開式導(dǎo)軌憑借重力或繃簧力確保運動件與承導(dǎo)面之間的觸摸。開式圓柱面導(dǎo)軌開式“V”形導(dǎo)軌閉式導(dǎo)軌：只靠導(dǎo)軌自身的結(jié)構(gòu)方式確保運動件與承導(dǎo)面之間的觸摸。閉式圓柱面導(dǎo)軌閉式直角導(dǎo)軌3、導(dǎo)軌副應(yīng)滿意的基本要求

指動導(dǎo)軌按給定方向作直線運動的準確程度。導(dǎo)向精度：（1）導(dǎo)向精度高影響導(dǎo)向精度的要素：導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌的幾何精度和接觸精度導(dǎo)軌的配合間隙油膜厚度和油膜剛度（靜壓導(dǎo)軌）導(dǎo)軌和基礎(chǔ)件的剛度熱變形（2）剛性好導(dǎo)軌的剛度即反抗載荷的才能。（3）精度的堅持性進步導(dǎo)軌的精度堅持性方法：正確的潤滑與保護；對于滑動導(dǎo)軌，采用貼塑導(dǎo)軌；（4）運動的活絡(luò)性和低速運動的平穩(wěn)性減小沖突能夠進步體系運動的活絡(luò)性和低速運動的平穩(wěn)性；為防止匍匐現(xiàn)象的呈現(xiàn)，可一起采納以下幾項方法：采用滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌、卸荷導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等；在普通導(dǎo)軌上使用含有極性添加劑的導(dǎo)軌油；用減小結(jié)合面、增大結(jié)構(gòu)尺寸、縮短傳動鏈、減少傳動副等方法來提高傳動系統(tǒng)的剛度。（5）對溫度的活絡(luò)性和結(jié)構(gòu)工藝性導(dǎo)軌對溫度改動的活絡(luò)性，首要取決于導(dǎo)軌資料和導(dǎo)軌合作空隙的挑選；結(jié)構(gòu)工藝性是指體系在正常作業(yè)條件下，應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡略，制作簡略，裝拆、調(diào)整、修理及檢測便利，然后最大極限的下降本錢。直線導(dǎo)軌一般為二種，一種是滾動式，一種是滑動式，滾動直線滑軌是一種滾動導(dǎo)引，它由鋼珠在滑塊與滑軌之間作無限滾動循環(huán)，使得負載平臺能沿著滑軌輕易的以高精度作線性運動，其摩擦系數(shù)可降至傳統(tǒng)滑動導(dǎo)引的1/50，使之能輕易地達到μm級的定位精度。滾動直線導(dǎo)軌的分類a.按滾動體的形狀分類

a.滾珠導(dǎo)軌：點觸摸，活絡(luò)度高，剛度小，承載才能差。與滾珠觸摸的導(dǎo)軌面可為直線形或圓形，后者剛度和承載才能進步，可是沖突增大。b.滾柱導(dǎo)軌：線觸摸，剛度和承載才能都有所進步，但導(dǎo)軌的制作精度要求高，可將滾珠做成腰鼓形。c.滾針導(dǎo)軌：高度小，結(jié)構(gòu)緊湊，擺放緊湊，承載才能大，但沖突增大，精度較低。d.滾珠滾柱組合導(dǎo)軌：在導(dǎo)軌方向上，滾珠滾柱替換放置，滾珠直徑比滾柱稍大，輕載時滾珠活絡(luò)翻滾，重載時滾珠稍有變形，部分載荷由滾柱承當。e.滾珠長圓柱翻滾導(dǎo)軌：長圓柱固定在運動件上，滾珠裝在導(dǎo)軌的V形槽內(nèi)，制作精度要求較低。1）滾珠導(dǎo)軌運動件滾珠承導(dǎo)件各滾動體類型的特點摩擦小，但承載能力差，剛度低，不能承受大的顛覆力矩和水平力。適用于載荷不超過200N的小型部件特色：2）滾柱導(dǎo)軌運動件滾柱承導(dǎo)件承載能力和剛度比滾珠導(dǎo)軌副要高，導(dǎo)向性能也高；對安裝精度的要求較高特色：3）滾針導(dǎo)軌特點：承載力比滾柱導(dǎo)軌大，但安裝精度要求更高，適用于結(jié)構(gòu)尺寸受限制的機床b.按導(dǎo)軌截面形狀分類右左圖所示為四方向等載荷式，導(dǎo)軌截面為矩形，承載時各方向受力巨細持平。梯形截面如右圖所示，導(dǎo)軌能接受較大的筆直載荷，而其它方向的承載才能較低，但關(guān)于設(shè)備基準的差錯調(diào)理才能較強。c.按滾道溝槽形狀分類有單圓弧和雙圓弧二種，見右圖。單圓弧溝槽為二點接觸，如右上圖所示。雙圓弧溝槽為四點接觸，如右下圖所示。前者運動摩擦和安裝基準平均作用比后者要小，但其靜剛度比后者稍差。滾動導(dǎo)軌是在導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾柱、滾針等滾動體?，使導(dǎo)軌面之間的滑動摩擦變成為滾動摩擦。一、原理二、直線翻滾導(dǎo)軌副的特色長處摩擦系數(shù)小（0.003~0.005）運動靈活；不易出現(xiàn)爬行；可以預(yù)緊，剛度高；壽命長精度高；潤滑方便由專業(yè)廠生產(chǎn)，可以外購選用缺陷抗振性差，接觸應(yīng)力大；對導(dǎo)軌的表面硬度、表面形狀精度和滾動體的尺寸精度要求高結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，成本高；對臟物比較敏感，必須有良好的防護裝置。導(dǎo)向精度耐磨性剛度工藝性三、對翻滾導(dǎo)軌的基本要求滾動導(dǎo)軌特別適用于機床的工作部件要求移動均勻、運動靈敏及定位精度高的場合。四、適用場合靜導(dǎo)軌動導(dǎo)軌五．結(jié)構(gòu)方式滑塊滑軌翻滾體線性滑軌組成回流系統(tǒng)滾動體保持器防塵機構(gòu)刮油片回流系統(tǒng)滾動體保持器防塵機構(gòu)刮油片六、翻滾直線導(dǎo)軌的其他體系的功用回流系統(tǒng)：端蓋一組線性滑軌有兩個端蓋組件，分別搭接在滑塊兩端而成為一道封閉的滾動體循環(huán)管路，簡單來說就是讓滾動體轉(zhuǎn)彎的管路滾動體保持器在滑塊未套上滑軌前，用來支撐著滾動體，不至于掉離滑塊防塵機構(gòu)底部防塵片，裝設(shè)于滑塊下方，達到密封的功能，防止粉塵及切削侵入滾動體的循環(huán)路徑刮油片裝設(shè)在滑塊兩側(cè)最外端達到密封的功能，防止粉塵及切削侵入滾動體的循環(huán)路徑七、導(dǎo)軌的材料導(dǎo)軌的材料選擇在滿足以上要求的同時還應(yīng)具備較高的強度、良好的工藝性、成本低、環(huán)境溫度改變時的尺寸穩(wěn)定性等，常見材料如下：1）鑄鐵：灰鑄鐵（HT20-40），孕育鑄鐵(HT30-54)，合金鑄鐵鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理方法，通常有接觸電阻淬火（借助與工件接觸的電極(高導(dǎo)電材料的滾輪)通電后，因接觸電阻而加熱工件表面隨之快速冷卻的淬火工藝）和中高頻感應(yīng)淬火（使工件表面產(chǎn)生一定的感應(yīng)電流，迅速加熱零件表面，然后迅速淬火的一種金屬熱處理方法）。接觸電阻淬火，淬硬層為0.15～0.2mm。硬度可達HRC55。中高頻感應(yīng)淬火，淬硬層為2～3mm，硬度可達HRC48～55，耐磨性可提高二倍，但在導(dǎo)軌全長上依次淬火易產(chǎn)生變形，同時淬火需要相應(yīng)的設(shè)備。2）鋼：鑲鋼導(dǎo)軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上。常用的鋼有：9Mn2V、WMn、G15、T8A、45、40等采用表面淬火或整體淬硬處理，硬度為52-58HRC；20、20MnTi、15等滲碳淬火，滲碳淬硬至56-62HRC；38MoAlA等采用氮化處理。3）有色金屬：常用的有色金屬有黃銅HPb59-l；錫青銅ZCuSn6Pb3Zn6，鋁青銅ZQAl9-2和鋅合金ZZn-Al10-5，超硬鋁LC4、鑄鋁ZL106等。其中以鋁青銅較好。4）塑料：鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好(但略低于鋁青銅)，抗振性能好，工作溫度適應(yīng)范圍廣(-200~+260℃)，抗撕傷能力強，動、靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降低低速運動的臨界速度，加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低等優(yōu)點。缺點是壓縮變形較大，易蠕變。塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配。常見的塑料有：聚四氟乙烯軟帶：摩擦系數(shù)低，動靜摩擦系數(shù)相近，低速運動穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生爬行。摩擦系數(shù)一般為0.03-0.05，耐磨系數(shù)為0.03-0.05。缺點是粘結(jié)時保持平整較為困難。復(fù)合材料導(dǎo)軌板：具有良好的摩擦特性，又有一定的剛性和導(dǎo)熱性，自潤滑性能也較好，但是成本較高。其他涂料：棉綸和酚醛夾布塑料等，這些材料撕傷能力強。耐磨涂料：常見的是環(huán)氧樹脂耐磨涂料（適用于導(dǎo)軌修復(fù)）和含氟耐磨涂料等。八、翻滾導(dǎo)軌的預(yù)緊意圖：進步剛度預(yù)緊的方法：采用過盈配合采用調(diào)整元件1）選用過盈合作2）選用調(diào)整元件九、滾動直線導(dǎo)軌的有關(guān)計算循環(huán)式直線導(dǎo)軌副的承載能力用額定動載荷Ca和額定靜載荷Coa表示。其額定壽命L用下式計算：式中：—額定壽命（km）；

—行程長度（m）；

—每分鐘往復(fù)次數(shù)；

—小時為單位的額定壽命。額外動載荷Ca：式中：

—鋼球直徑（mm）；—鋼球循環(huán)系列數(shù)；

—鋼座的有效長度（mm）；—接觸角，45

—有效接觸的鋼球數(shù)；—傾斜角,0

—額定動載荷（N）。—適應(yīng)比系數(shù)額定靜載荷Coa：額外壽數(shù)L與額外動載荷Ca的關(guān)系式可標明為：其中：—實際工作載荷(kN)；

—指數(shù)，滾珠，滾子

—額定壽命單位，滾珠，滾子

—硬度系數(shù)，

—溫度系數(shù)，查表1；—接觸系數(shù)，查表2；

—精度系數(shù)，查表3；—載荷系數(shù)，查表4；請多指教！謝謝！直線運動導(dǎo)軌副回轉(zhuǎn)運動導(dǎo)軌副導(dǎo)軌副的分類（按運動軌道分）工作溫度（℃）≤1001.00>100～1500.90>150～2000.73>200～2500.60表1溫度系數(shù)每根導(dǎo)軌上的滑塊數(shù)11.0020.8130.7240.6650.61表2接觸系數(shù)精度系數(shù)CDEFGH1.01.00.90.90.80.7表3精度系數(shù)工作條件無外部沖擊或振動的低速運動場合，速度小于15m/min1～1.5無明顯沖擊或振動的中速運動場合，速度小于60m/min1.5～2有外部沖擊或振動的高速運動場合，速度大于60m/min2～3.5表4載荷系數(shù)六、翻滾導(dǎo)軌規(guī)劃的一般問題1、結(jié)構(gòu)形式的選擇：滾動導(dǎo)軌按其結(jié)構(gòu)特點，分為開式和閉式兩種。開式滾動導(dǎo)軌用于外加載荷作用在兩條導(dǎo)軌中間，依靠運動件本身重量即可保持導(dǎo)軌良好接觸的場合。閉式導(dǎo)軌則相反。滾珠導(dǎo)軌的靈活性最好，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，但承載能力小，剛度低，常用于精度要求高、運動靈活、輕載的場合。滾柱（針）導(dǎo)軌剛度大，承載能力強，但對位置精度要求高。滾動導(dǎo)軌采用標準滾動軸承，結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，潤滑方便。宜用于中等精度的場合。為了增加滾動導(dǎo)軌的承載能力，可施預(yù)加載荷。這時剛度大，且沒有間隙，精度相應(yīng)提高，但阻尼比無預(yù)加載荷時大，制造復(fù)雜，成本高。故多用于精密導(dǎo)軌。2、選擇長度：一般應(yīng)在滿足導(dǎo)軌運動行程的前提下，盡可能使導(dǎo)軌的長度短一些。為防止?jié)L動體在行程的極端位置時脫落，運動件的長度應(yīng)為L=l+2a+Smax/2式中L-運動件或承導(dǎo)件的長度，計算時取較短者的長度（毫米）；l-支承點的距離（毫米）；在極端位置時的余量；如圖21-21。采用循環(huán)式的滾動導(dǎo)軌支承時，運動件的行程長度不受限制。滾動體尺寸和數(shù)目：滾動體直徑大，承載能力大，摩擦阻力小。對于滾珠導(dǎo)軌，滾珠直徑增大，剛度增高（滾柱導(dǎo)軌的剛度與滾柱直徑無關(guān)）。因此，如果不受結(jié)構(gòu)的限制，應(yīng)有限選用尺寸較大的滾動體。滾針導(dǎo)軌的摩擦阻力較大，且滾針可能產(chǎn)生滑動。所以盡可能不采用滾針導(dǎo)軌（特別是滾針直徑小于4毫米時）。當滾動體的數(shù)目增加時，導(dǎo)軌的承載能力和剛度也增加。但滾動體的數(shù)目不宜太多，過多會增加載荷在滾動體上分布的不均勻性，剛度反而下降。若滾動體數(shù)目太少，制造誤差將會顯著地影響運動件的導(dǎo)向精度。一般在一個滾動帶歸上，滾動體的數(shù)目最少為12個。經(jīng)驗表明：運動部件的重量，使?jié)L柱單位長度上的載荷q≥4公斤/厘米時；對于滾珠導(dǎo)軌，在每個滾珠上的載荷為p≥3（d）1/2公斤時，（d為滾珠直徑，毫米），載荷的分布比較均勻。在滾柱導(dǎo)軌中，增加滾柱的長度，可減小接觸應(yīng)力和增大剛度，但載荷分布的不均勻性也增大。對于鋼制摸削導(dǎo)軌，滾柱導(dǎo)軌和直徑之比l/d<1.5，對于鑄鐵導(dǎo)軌，l/d可增大些（滾柱直徑一般不小于6毫米，滾針直徑不小于4毫米）。3、翻滾導(dǎo)軌剛度及預(yù)緊方法：如圖所示，當作業(yè)臺往復(fù)移動時，作業(yè)臺壓在兩頭翻滾體上的壓力會發(fā)生改動，受力大的翻滾體變形大，受力小的翻滾體變形小。當導(dǎo)軌在方位Ⅰ時，兩頭翻滾體受力持平，作業(yè)臺堅持水平；當導(dǎo)軌移動到方位Ⅱ或Ⅲ時，兩頭翻滾體受力不持平，變形不一致，使作業(yè)臺歪斜α角，由此形成差錯。此外，翻滾體支承作業(yè)臺，若作業(yè)臺剛度差，見圖21-23，則在自重和載荷效果下發(fā)生彈性變形，會使作業(yè)臺下凹（有時還或許呈現(xiàn)波浪形），影響導(dǎo)軌的精度。為減小導(dǎo)軌變形，提高剛度，除合理選擇滾動體的形狀、尺寸、數(shù)量和適當增加工作臺的厚度外，常用預(yù)加載荷的辦法來提高導(dǎo)軌的剛度。燕尾形滾動導(dǎo)軌，用移動導(dǎo)軌板獲得并控制預(yù)加載荷。試驗證明：隨著過盈量的增加，導(dǎo)軌的剛度開始急劇增加，達到一定程度后，再增加過盈量，剛度不會顯著提高。牽引力隨著過盈量增加而增大，但在一定限度內(nèi)變化不大，過盈量超過一定值后，則急劇增加。因此，合理的過盈量應(yīng)使導(dǎo)軌剛度較好而牽引力不大。4、技術(shù)要求：導(dǎo)軌的質(zhì)量取決于它的制造精度和安裝精度，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)使用要求，制定出滾動導(dǎo)軌的若干技術(shù)條件，下列項目和數(shù)據(jù)可供參考：兩導(dǎo)軌面間的不平度一般為3微米；導(dǎo)軌不直度一般為10-15微米，精密的小于10微米。滾動體的直徑差，對于一般的導(dǎo)軌，全部滾動體的直徑差不大于2微米，每組滾動體的直徑差不大于1微米；對于精密導(dǎo)軌，全部滾動體的直徑差不大于1微米，每組滾動體的直徑差不大于0.5微米；滾柱的錐度在滾柱長度范圍內(nèi)，大小端直徑差小于0.5-1微米；表面光潔度通常應(yīng)刮研；在25×25厘米2內(nèi)，其接觸斑點為20-25個點，精密的取上限，一般的取下限。結(jié)構(gòu)：滾動直線導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。當導(dǎo)軌與滑塊作相對運動時，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過淬硬