高速直線(xiàn)導(dǎo)軌6 r: O7 Z& y% l: J' C
- E8 g, Z# y( T n8 r 直線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng)有不同的要求;比如機(jī)床行業(yè),對(duì)直線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)導(dǎo)軌。
目前,全世界范圍內(nèi),用來(lái)實(shí)現(xiàn)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)導(dǎo)軌,主要是滾珠直線(xiàn)導(dǎo)軌和滾輪直線(xiàn)導(dǎo)軌。滾珠直線(xiàn)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(xiàn)導(dǎo)軌,主要應(yīng)用在要求高速的工廠(chǎng)自動(dòng)化項(xiàng)目中,其最高線(xiàn)速度可超10m/s,是高速直線(xiàn)導(dǎo)軌的典型代表。
一:滾輪直線(xiàn)導(dǎo)軌的高速特性:
在很多工廠(chǎng)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(xiàn)導(dǎo)軌就非常適合這種應(yīng)用。HEPCO滾輪直線(xiàn)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(xiàn)運(yùn)動(dòng);滾輪直線(xiàn)導(dǎo)軌在自動(dòng)上下料,桁架機(jī)械手等工廠(chǎng)自動(dòng)化的項(xiàng)目中得到了廣泛的應(yīng)用:
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HEPCO高速直線(xiàn)導(dǎo)軌的如下特性,使得其適合線(xiàn)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,確保滑塊高速運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性。' o5 I, {/ E& \; a! ^/ k
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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(xiàn)速度可超5米每秒:
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二:滾珠直線(xiàn)導(dǎo)軌的高速應(yīng)用適應(yīng)性:
滾珠直線(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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。# P* ?" J* a `. ]8 E) e
- g0 `4 G; o- g4 y% o/ }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(xiàn)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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+ `1 o" w6 D9 _6 ?' I6 ]4 @高速應(yīng)用時(shí),散熱是非常重要的。滾珠直線(xiàn)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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上述特點(diǎn),使得滾珠直線(xiàn)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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