高速直線導(dǎo)軌
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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(guò)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:- E" J' U0 z7 A
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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。# e7 ?1 ?' B8 u7 ?: x5 c
! c' r, H, S$ y3 {/ @4 Y l 2 滾輪軸承外圈的V型槽面或圓弧滾道面,,經(jīng)過(guò)表面淬硬,,硬度達(dá)HRC60;導(dǎo)軌表面也經(jīng)過(guò)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(kāi)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(wèn)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(guò)淬火和精磨;鋼球從導(dǎo)軌和滑塊的承載滾道通過(guò)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。# X. |7 v% x- s- H. G
0 S2 a0 A# f! l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,。) c6 z. p; T- I" r% K0 Q
; `( E- L9 ~! @$ X% \2 j2 `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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