导轨的选型和计算

导轨得选型及计算

按结构特点与摩擦特性划分得导轨类型见表6-1 [5\各类导轨得主要特点及应用列于表中。

导轨类型特点及应用

表

X方向初选导轨型号为⑹具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为

导轨得运动条件为常温，平稳，无冲击与震动

为何选用滚动直线导轨副：

1)滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利于提高数控系统得响应速度与灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械得十分之一。

2)承载能力大，刚度高。

3)能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高1 0倍。

4)采用滚动直线导轨副可简化设计，制造与装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。

导轨得长度：

由于导轨长度影响工作台得工作精度与高度，一般可根据滑块导向部分得长度来确定导轨长度。

其公式为：

L=H+S+A I -S1-S2

由此公式估算出L x = 940mm, L y = 1090mm

其中L—导轨长度

H—滑块得导向面长度

S—滑块行程

△ I—封闭高度调节量

S1 —滑块到上死点时，滑块露出导轨部分得长度

S 2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分得长度

6、2计算滚动导轨副得距离额定寿命

X方向得导轨计算

X方向初选导轨型号为，查表9、3-73[,]得，这种导轨得额定动，静载荷分别为Ca 二13、6kN, Coa二20、3k No

4个滑块得载荷按表9、3-48序号1得载荷计算式计算。

其中工作台得最大重量为：

G二100X9、8=980N

F 1 =F2=F3=F4=1/4 ( G1+F) =250N

1)滚动导轨得额定寿命计算公式⑹为：

L=(仇f t fc f a Ca/ fwP c ) K =27166km

式中L ----- 额定寿命(km);

Ca——额定动载荷(KN);

P——当量动载荷(KN);

Fmax——受力最大滑块所受得载荷(KN);

Z——导轨上得滑块数；

——指数，当导轨体为滚珠时，二3：当为滚柱时=10/3;

K——额定寿命单位（KM）,滚珠时,K=50KM;滚柱时,K= 1 OOKM；

f h——硬度系数；

fh——（滚道实际硬度（HRC））o

由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC,故通常可取fh = 1 ft——温度系数，查表6-2[7\得=

表6-2温度系数

fc——接触系数，查表6-3;得=1

表接触系数

fa——精度系数，查表6-4；取二J 5

表6-4精度系数

fw——载荷系数，查表6-5;得二1

表载荷系数

则L=27 1 66K m

2）寿命时间得计算

当行程长度一定，以h为单位得额定寿命为:

式中——寿命时间（h）

L——额定寿命（km）

La——行程长度（m）

——每分钟往返次数

工况为：每天开机6个小时，每年300个工作日，则预计寿命年限为：

l_h 二30592、3/300X6二16、9 年

同理求出Y 方向滚动导轨副得距离额定寿命：

L 二26340、1 km L h =25230h=14 年

6、3导轨材料与热处理

机床滑动导轨常用材料主要就是灰铸铁与耐磨铸铁。

灰铸铁通常以HT20O 或HT3O O 做固定导轨，以HT1 5 O 或HT2O0做动导 轨。

JB/T399 7-1 9 94标准对普通灰铸铁导轨得硬度要求如表6-6（,0］所示

表

灰铸铁导轨皱度要求

常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表6-7⑻

表6-7

常用耐磨铸铁

铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。

常用导轨淬火方法有：

1） 中频淬火，淬硬层深度（广2）mm 。硬度（45〜50）HRC 。

2） 接触如热自冷表面淬火，淬硬深度（0、2~0、25） mm,显微硬度600H M 左

右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。

6、4导轨得技术要求 6、4、1表面粗糙度

1）刮研导轨 刮研导轨具有接触好、变形小.可以存油.外观美等特点.

但劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。

刮研导轨轨而每25mmX25mm 而积内得接触点数不得少于表6-8⑷得规定。

表

刮研导轨面内接触点数

2）导轨 生产率高，就是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达 到得要求，

见表6-9

l,0]

o 接触而要求见表6- 1 O

l10l

o

表6-9 磨削导轨表面粗糙

注：仁 滑动速度大于、时■粗糙度应降低一级（括号内数值）。

2、淬硕导轨得表面紐糙度应障低一级（括号内数值）。

表6-10磨削导轨表面得接触指标⑸

注：宽度接触达到要求后，方能作长度得评定。

2、饥条按相配导轨接触指标检脸。

6、4、2几何精度

导轨得几何精度主要就是指导轨得直线度与导轨间得平行度，垂直度等。具 体相关得几何精度参阅有关机械得精度标准。本机构导轨精度取3级。

6、5导轨设计与使用注意事项

正确合理地设计与使用滚动直线导轨副，可以提高耐用度与精度保持性，减少维修与保养时间。为此，应注意如下事项：

1）尽量避免力矩与偏心载荷得作用滚动直线导轨副样本中给出得额定动, 静载荷，都就是在各个滚珠受载均匀得理想状态下算出得。因此，必须十分注意避免力矩载荷与偏心载荷。否则，一部分滚珠承受得载荷，有可能超过计算Ca值时确定得许用接触应力，导致过早得疲劳破坏或产生压痕并出现振动，噪声，降低移动精度等现象。

2）提高刚度，减少振动适当预紧可以提高刚度，均化滚动体得受力从而提高寿命，并在一定程度上提高阻尼。但就是预紧力过大会增加导轨副得摩擦阻力，增加发热，降低使用寿命。因此预紧力有其最佳值。

滚动支承得阻尼较小，因此要尽可能使它承受恒定得载荷。有过大得振动与冲击载荷得场合不宜应用直线滚动导轨副。为了减少振动，可以在移动得工作台上加装减振装置。条件许可时可安装锁紧装置，加工时把不移动得工作台固定。

3）降低加速度得影响直线滚动导轨副得移动速度可以高达600m/m i n。起动与停止时，将产生一个力矩，使部分滚动体受载过大，造成破坏。因此，如果加速度较大，

应采取以下措施:减轻被移动物体得质量，降低物体得重心，采取多级制动以降低加速度，在启动与制动时，增加阻尼装置等。

4）导轨防护

①固定保护：利用导轨中移动件俩端得延长物保护导轨。

②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合得刮条，使之刮走落在导轨上得灰尘，切屑等。

5）注意润滑与防尘滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。如果使用油润滑。应尽可能采用高拈度得润滑油。如果与其她机构同统一供油，则需附加滤油器。在油进入导轨前

再经一道精■细得过滤。

为了防止异物浸入与润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。