导轨的选型及计算

导轨的选型及计算

导轨的选型及计算

按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中

表6-1导轨类型特点及应用

塑料导轨1, 动导轨表

面贴塑料软

带等与铸铁

或钢导轨搭

配，摩擦系数

小，且动静

摩擦系数搭

配，不易爬

行，抗摩擦

性能好。

2, 贴塑工艺

简单。3,刚度

较低，耐热

性差容易蠕

变

主要

应用

与中

大型

机床

压强

不大

的导

轨应

用日

广泛

动压

导轨

1，速度高

(90m/mi n~6

OOm/mi n)，

形成液体摩

擦2,阻尼大，

抗阵性好3,

结构简单，

不需复杂供

油系统，使

用维护方便

4,油膜厚度

随载荷与速

度而变化。

影响加工精

度，低速重载

易出现导轨

面

要

用

语

速

度

高，

精

度

要

求

般

的

机

床

镶

钢，

镶

金

属

导

轨

1,在支撑导 轨上镶装有 一定硬度的 不钢板或钢 带,提高导 轨耐磨性，改善摩擦或 满足焊接床 身结构需 要。2,在动 导轨上镶有 青铜只类的 金属防

止咬 合磨损，提 高耐磨性，运动平稳精 度咼

镶钢 导轨 工艺 复 杂，成本 高。

常用

于重 型机 床如 \立 车，龙

门 铣床 的导 轨上 静压 导轨 1,摩擦系数 很小，驱动 力小。2,低 速运动平稳 性好3,承 载能力大，刚性，吸阵 性好4,需要 一套液压装 置，结构复 杂，调整困 难

各

种 大 型,

重 型 机 床,

精 密 机 床, 数 控 机 床 的 工

6.1初选导轨型号及估算导轨长度

X 方向初选导轨型号为GGB20BAL2P12 940 4⑹具体数据见《机械设计 手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为 GGB20AAL 2R2 1090 4

导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 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的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之。

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10倍。

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

导轨的长度：

由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。

其公式为：

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

由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm

其中L—导轨长度

H—滑块的导向面长度

S—滑块行程

△ l —封闭高度调节量

51—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度

52—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度

6.2计算滚动导轨副的距离额定寿命

X方向的导轨计算

X方向初选导轨型号为 GGB20BAL2P12 940 4，查表9.3-73⑴得，这种导轨的额定动，静载荷分别为 Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。

4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算

其中工作台的最大重量为

G=100X 9.8=980N

F仁 F2=F3=F4=1/4（G1+F） =250N

1）滚动导轨的额定寿命计算公式⑹为：

L= （f h f t fc fa Ca/ fwPc ）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——受力最大滑块所受的载荷（KN ；

Z ――导轨上的滑块数；

-- 指数，当导轨体为滚珠时，=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=100KM fh ――硬度系数；fh ――（滚道实际硬度（HRC）。

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6-2⑺，得ft=1

表6-2温度系数

fc ――接触系数，查表 6-3 ;得fc=1

表6-3接触系数

fa ――精度系数，查表 6-4 ;取fa=1.5

无外部冲击或振动的低速运动的场1〜无明显冲击或振动的场合，速度为 1.5 有外部冲击或高速运动的场合，速度2〜

w =1

L h

L 103

2L a n260

La 表6-4精度系数

工作条件

合，速度小于 15m/min

15~60m/min

大于 60m/min

fw――载荷系数，查表6-5 ;得

表6-5载荷系数

则 L=27166Km

2）寿命时间的计算

当行程长度一定，以h为单位的额定寿命为:

27166

忖30592.3h

2 0.74 1 60

式中L h——寿命时间（h）

L ------ 额定寿命（km）

――行程长度（m

n2——每分钟往返次数

则L h30592.3h

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: