高速直線導(dǎo)軌
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4 s. m3 P# {- U. G0 K4 X 直線運(yùn)動(dòng),,在我們的日常生活環(huán)境和工作環(huán)境中幾乎無(wú)所不在,。從工業(yè)技術(shù)的角度來(lái)看,直線運(yùn)動(dòng)有如下幾個(gè)衡量指標(biāo):剛性,,精度和速度,;不同的應(yīng)用場(chǎng)合,對(duì)直線運(yùn)動(dòng)有不同的要求,;比如機(jī)床行業(yè),,對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的主要要求是剛性和精度,用來(lái)實(shí)現(xiàn)精密的運(yùn)動(dòng)軌跡控制,;自動(dòng)上下料,,對(duì)直線運(yùn)動(dòng)的主要要求是速度和剛性,用來(lái)實(shí)現(xiàn)快速的點(diǎn)到點(diǎn)的點(diǎn)位控制,,這就需要用到高速直線導(dǎo)軌,。
目前,全世界范圍內(nèi),,用來(lái)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的直線導(dǎo)軌,,主要是滾珠直線導(dǎo)軌和滾輪直線導(dǎo)軌。滾珠直線導(dǎo)軌,,主要應(yīng)用在高剛性和高精度的應(yīng)用場(chǎng)合,,比如機(jī)床行業(yè);而滾輪直線導(dǎo)軌,,主要應(yīng)用在要求高速的工廠自動(dòng)化項(xiàng)目中,,其最高線速度可超10m/s,,是高速直線導(dǎo)軌的典型代表。
一:滾輪直線導(dǎo)軌的高速特性:
在很多工廠自動(dòng)化的項(xiàng)目中,,并不需要機(jī)床行業(yè)要求的高剛性和高精度,,要求的是適當(dāng)精度和剛性條件下的高速度,滾輪直線導(dǎo)軌就非常適合這種應(yīng)用,。HEPCO滾輪直線導(dǎo)軌是通過V型軸承在V型導(dǎo)軌面上,或者外球面滾輪軸承在方型導(dǎo)軌面上滾動(dòng)實(shí)現(xiàn)的高速直線運(yùn)動(dòng),;滾輪直線導(dǎo)軌在自動(dòng)上下料,,桁架機(jī)械手等工廠自動(dòng)化的項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用:0 `8 d$ v0 @9 i0 ?5 P( F( T
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HEPCO高速直線導(dǎo)軌的如下特性,使得其適合線速度超10米每秒的高速應(yīng)用:
1 滾輪軸承的精度等級(jí)為P4,,有些精度指標(biāo)達(dá)P2,,游隙得到了精確的控制,確�,;瑝K高速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性,。% ~4 z) y# I4 B% r9 }$ i$ Z
: `( |* m8 [+ G5 ?3 { 2 滾輪軸承外圈的V型槽面或圓弧滾道面,經(jīng)過表面淬硬,,硬度達(dá)HRC60,;導(dǎo)軌表面也經(jīng)過表面淬硬,硬度達(dá)HRC60,;這樣可確保高速運(yùn)行情況下,,導(dǎo)軌的長(zhǎng)使用壽命。
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3 導(dǎo)軌采用了表面淬硬工藝,,芯子依然是軟的,;所以導(dǎo)軌的剛性和韌性得到了很好的平衡。適合頻繁加減速的高速應(yīng)用,。
4 滾輪軸承采用了精密的密封工藝和高品質(zhì)的潤(rùn)滑脂,,高速運(yùn)行時(shí),滾動(dòng)體和滾道之間的潤(rùn)滑依然充分,,并進(jìn)行了良好的散熱,;這樣才可保證滾輪軸承的終生免維護(hù)。
5 滾輪軸承和導(dǎo)軌之間的滾動(dòng),,是在開放的空間中進(jìn)行的,,而不是在一個(gè)密閉的小空間里進(jìn)行的,這很好地解決了高速運(yùn)行時(shí)的散熱問題,。
基于同樣原理的滾輪圓弧導(dǎo)軌,,同樣具有優(yōu)秀的高速運(yùn)行性能,最高圓周運(yùn)行線速度可超5米每秒:
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二:滾珠直線導(dǎo)軌的高速應(yīng)用適應(yīng)性:
滾珠直線導(dǎo)軌,,不是很適合高速應(yīng)用,,如下是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度出發(fā)的分析:
滾珠直線導(dǎo)軌的滾動(dòng)導(dǎo)軌副具有傳動(dòng)效率高,,承載能力和動(dòng)靜剛度均較高的特點(diǎn),故廣泛應(yīng)用于各行各業(yè),。導(dǎo)軌和滑塊的圓弧滾道均經(jīng)過淬火和精磨,;鋼球從導(dǎo)軌和滑塊的承載滾道通過后,進(jìn)入反向器的卸載滾道,,從而實(shí)現(xiàn)鋼球的無(wú)限循環(huán)運(yùn)動(dòng)和滑塊的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),,如下圖所示:
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滑塊快速移動(dòng)時(shí),鋼球從承載滾道進(jìn)入方向器,,然后再進(jìn)入滑塊的反向孔中,。鋼球在反向器中的運(yùn)動(dòng),沿著180度的半圓弧運(yùn)動(dòng),,不停地改變運(yùn)動(dòng)方向,,直到最后完全實(shí)現(xiàn)反向運(yùn)動(dòng);反向孔的壁不停地施加阻力于鋼球上,,促使其改變運(yùn)動(dòng)方向,。不管速度快慢,鋼球一直對(duì)反向器有沖擊,。如果速度很快,,那對(duì)方向器的沖擊就會(huì)太大,不但反向器的損耗加快,,而且會(huì)產(chǎn)生很大的噪音,。
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鋼球和導(dǎo)軌間的接觸角為45度,故鋼球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的自轉(zhuǎn)軸線的空間方向不斷變化,,無(wú)定向規(guī)律可循,;根據(jù)理論力學(xué)原理,這種運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生陀螺力矩,,陀螺力矩將使鋼球沿著滾道滑動(dòng),。高速運(yùn)動(dòng)時(shí),這種滑動(dòng)效應(yīng)非常顯著,,會(huì)產(chǎn)生很大的滑動(dòng)摩擦力,,噪音將非常巨大,滾道的損耗將加快,。
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高速應(yīng)用時(shí),,散熱是非常重要的。滾珠直線導(dǎo)軌的諸多滾珠,,是在一個(gè)密閉的腔體里,,在滾道上滾動(dòng)的,不容易散熱,;散熱不好,,會(huì)導(dǎo)致滑塊的預(yù)緊力變大,,使得運(yùn)行阻力加大甚至卡死。
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% X% @- i0 j0 {/ `4 I上述特點(diǎn),,使得滾珠直線導(dǎo)軌不是很適合高速的應(yīng)用場(chǎng)合,,除了損耗快之外,噪音還很大,。
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