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【直线导轨】滑动导轨和滚动导轨的特性与优缺点

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【直线导轨】滑动导轨和滚动导轨的特性与优缺点

发布日期:2019-06-16 作者: 点击:

今天详细介绍下滑动导轨与滚动导轨。导轨按轨面摩擦性质可将导轨分为滑动导轨、滚动导轨、液体静压导轨、气浮导轨、磁浮导轨。

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直线导轨常简称为导轨,它的作用是支承并引导运动部件沿给定轨迹和行程作直线往复运动。导轨由两个相对运动的部件组成,一个部件固定在机架上,称为定轨,另一个在定轨上移动,称为动轨。


导轨多用于需要作直线往复运动的执行器。导轨的运动性能在低速时要求平稳、无爬行、定位准确,高速时要求惯量小、无超调或振荡。导轨的精度、承载能力和寿命对系统的精度、承载能力和寿命有直接影响。

导轨按轨面摩擦性质可将导轨分为滑动导轨、滚动导轨、液体静压导轨、气浮导轨、磁浮导轨。滑动导轨结构简单,刚性好,摩擦阻力大,连续运行磨损快,制造中轨面刮研工序的要求很高。滑动导轨的静摩擦因数与动摩擦因数差别大,因此低速运动时可能产生爬行现象。


滑动导轨常用于各种机床的工作台或床身导轨,装配在动轨上的多是工作台、滑台、滑板、导靴、头架等。导轨截面有矩形、燕尾形、V形、圆形等。重型机械中常将几种截面形状组合使用,共同承担导向和支承的作用。

滚动导轨是在运动部件与支承部件之间放置滚动体,如hg6686.sky|官方网站、滚柱、滚针或滚动轴承。滚动导轨的优点是:摩擦系数不大予滑动导轨摩擦系数的1/10,静摩擦因数与动摩擦因数差别小,不易出现爬行现象,可用小功率电动机拖动,定位精度高,寿命长。


滑动导轨的特点

滑动导轨的特点是在导轨与滑动件之间使用了介质,介质的种类包括固态抗摩擦材料、油以及空气等,滑动导轨也因此而分为不同的类型。

最普通的抗摩擦导轨是在移动组件上安装了一种固态抗摩擦材料,比如聚氯乙烯或青铜混合材料等,以起到降低导轨摩擦力的作用。抗摩擦材料应设计有油槽,满足移动组件和导轨表面之间油润滑或其它形式润滑的需要。


使用最为广泛的是液压介质,其中的典型代表就是静压导轨。在压力作用下,液压油进入滑动组件的沟槽,在导轨和滑动组件之间形成一层油膜,将导轨和移动组件隔离开,这样可以大大减少移动组件受到的的摩擦力,从而起到润滑作用。

静压导轨对大负荷运动的润滑具有良好的效果,对偏心负荷也具有一定的补偿作用。比如,某加工机床在加工一个大型砂型箱时,砂型箱正好运动到机床行程的末端,此时静压导轨能够增大油压,使导轨仍然准确保持水平负载的状态。有些卧式镗铣床也使用这种技术,用于补偿深孔加工时主轴转速的下降。


另一种利用油作为介质的导轨是动压导轨,它与静压导轨的区别在于,它不是利用压力,而是利用油的粘度来避免移动组件与导轨之间发生直接接触。这样的好处是可以节省液压油泵。

空气也是一种滑动导轨与滑动组件之间的常用介质,它也分为两种形式,气动静压导轨和气动动压导轨,其工作原理与液压导轨中的静压导轨和动压导轨类似。

可调性是直线滑动导轨一个特有的优点。根据导轨的使用情况,直线滑动导轨系统都会配备可调边,数量为一个或一个以上。由于移动组件要沿着直线导轨的侧边移动,必须保证移动组件与导轨侧面的紧密接触,所以导轨要具有可调整的功能。


最常用的调整方法是将斜铁置于移动组件和导轨接触面相对的侧面之间。斜铁的形状采用锥形条块角铁。如果滑动部件或导轨发生磨损,接触表面之间的产生间隙,可以通过调整斜铁,对导轨进行精确地补偿,消除移动部件和导轨之间的间隙。


机床制造厂已经研发出了斜铁自动调整的专利技术并广泛地采用。这一技术的基本原理是使斜铁保持固定的弹簧压力,一旦移动部件或导轨系统磨损,斜铁能够自动地消除二者之间的间隙。


滚动导轨

滚动导轨是直线导轨的一种。滚动直线滑轨是一种滚动导引,它由钢珠在滑块与滑轨之间作无限滚动循环,使得负载平台能沿着滑轨轻易的以高精度作线性运动,其摩擦系数可降至传统滑动导引的1/50,使之能轻易地达到μm级的定位精度。


滚动导轨的优点

1、灵敏度高,且其动摩擦与静摩擦系数相差甚微,因而运动平稳,低速移动时不易出现爬行现象。

2、定位精度高,重复定位精度可达0.2μm。

3、摩擦阻力小,移动轻便,磨损小、精度保持性好。

滚动导轨特别适用于机床的工作部件要求移动均匀、运动灵敏及定位精度高的场合。


滚动导轨的分类

1、hg6686.sky|官方网站导轨

导轨以hg6686.sky|官方网站作为滚动体,运动灵敏度好,定位度高;但其承载能力和刚度较小,一般都需要通过预紧提高承载能力和刚度。为了避免在导轨上压出凹坑而丧失精度,一般采用淬火钢制造导轨面。hg6686.sky|官方网站导轨适用于运动部件质量不大,切削力较小的数控机床。


2、滚柱导轨

导轨的承载力及刚度都比hg6686.sky|官方网站导轨要大,但对于安装的要求也高。安装不良,会引起偏移和侧向滑动,使导轨磨损加快、降低精度。目前数控机床、特别是载荷较大的机床,通常都采用滚柱导轨。


3、滚针导轨

滚针导轨的滚针比同直径的滚柱长度更长。滚针导轨的特点是尺寸小,结构紧凑。为了提高工作台的移动精度,滚针的尺寸应按直径分组。滚针导轨适用于导轨尺寸受限制的机床上。

滚动导轨根据是否预加载,滚动导轨可以分为预加载和无预加载两类。

预加载的优点是提高了导轨的刚度,适用于颠覆力矩较大和垂直方向的导轨中,数控机床的坐标轴通常都采用这种导轨。

无预加载的滚动导轨常用于数控机床的机械手、刀库等传送机构。


滚动导轨的缺点

滚动导轨阻尼小而容易引起超调或振荡,刚度低,制造困难,对脏污和轨面误差较敏感。滚动导轨多用于光学机械、精密仪器、数控机床、纺织机械等。液体静压导轨、气浮导轨和磁浮导轨的动轨和定轨之间存在流体,摩擦更小,几乎没有磨损,无爬行现象,但是刚度低,阻尼小,设计、制造和运行控制较复杂。

滚动导轨按结构可将导轨分为开式导轨和闭式导轨。开式导轨必须借助外力,例如自身重力,才能保证动轨与定轨的轨面正确接触,这种导轨承受轨面正压力的能力较大,承受偏载和倾覆力矩的能力较差。闭式导轨依靠本身的截面形状保证轨面的正确接触,承受偏载和倾覆力矩的能力较强,例如燕尾形导轨。影响导轨导向精度的主要因素有:直线度、两个轨面的平行度、轨面粗糙度、耐磨性能、刚度、润滑措施等。


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