THK 滚动导轨系列选型

• 适应高速运动且大幅降低驱动功率：摩擦阻力小，动力可小，传动可小，从而驱动
扭矩减少，使机床所需电力降低80%。并可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率 20~30%。
• 组装容易并具互换性：无需刮研。由于具有互换性，只要更换滑块或导轨 或整个滚动导轨副，机床即可重新获得高精度。
滚动导轨需要把握的概念（承导件）
钢球通过端盖板与导轨上的通道循环滚动，承载着LM 滑块的前后运动
滚动直线导轨副的性能特点
• 定位精度高：借助钢球滚动导致摩擦阻力小，低速时不易产生爬行。
• 重复定位精度高：适合作频繁启动或换向的运动部件。可将机床定位精度设定到超微米
级。予压，确保钢球不发生滑动，实现平稳运动，并减小了运动的冲击和振动。
直线滚动导轨副的发展趋势：
组合化、集成化、高速、低噪音、智能化
• 直线电动机和直线导轨并用：采用一体化直线电动机的滑台系统具有结构紧凑、运行中动力 大的特点。同时滑台系统的定位精度也有所提高。SKF直线系统有限公司与Pratec直线电动 机制造厂进行合作，并于1996年已开始推广一体化的直线电动机滑台系统产品。 THK智能驱动系统：日本的THK智能驱动系统(Intelligent Actutator)，以DC伺服电机作为动 力，采用精密滚珠丝杠副、新型滚动直线导轨副来实现直线运动，是结构十分紧凑的组合部 件，它具有丰富的控制功能和方便操作的特点，可采用CNC 控制。比如KR、SKR系列。 混合工作台：日本研制了一种新型的滚动直线导轨副工作台，它具有一套滑动电磁块装置， 可在定位加工时吸到导轨上以增加摩擦力，从而提高了系统的抗振性能，所以它又称为混合 工作台(hybrid table system)。 新材料制造的滚动直线导轨副：例如，采用不锈钢制作的产品，其导轨轴、滑块、钢球、密 封端和保持器均采用不锈钢材料制作，而反向器采用合成树脂，故耐腐蚀性提高。对于要求 高温和真空用途时，反向器可以采用不锈钢材。 带磁栅测量系统的滚动直线导轨副：瑞士的Schneeber 公司与Heidenhain 公司合作开发了名 为 “Monorail”的滚动直线导轨副，它把直线运动的导向功能与磁栅—数显的位移检测功能合 二为一。磁化钢带粘贴在导轨的侧面，而拾取信号的磁头则与导轨副的滑块固定并与之同步 运动。 直线传动组合单元：德国聂夫(NEFF)公司，于80年代中期推出了”WIESEL”直线传动组合单 元并获准德国专利，它是将滚珠丝杠副安装在用铝合金制造的长方形内腔中，在铝合金框架 上端镶嵌滚动导轨，导轨上滑块与螺母固定，滚珠丝杠副带上滑板作往复直线运动。这种滚 动元件组成的直线传动装置具有高效、高速的特点，是工业机器人、自动化立体仓库、工厂 自动化(FAC)等的理想执行机构。 •
滚动导轨计算要点
使用条件：力不变、作用方向 不变、且与各滑块距离不变
• 传统思路：
简便计算方法
• 当计算单个滑块满足要求时，即认 为整个滑块系统满足要求，同时要 求mg+ma≤基本动额定负荷；
使用滾珠的LM導軌的額定壽命值
使用滾柱的LM導軌的額定壽命值
多种分类
• 一、带保持器型滚珠导轨、不带保持器型滚珠导轨、带保 持器型滚柱导轨（区别在噪音、寿命、速度） • 二、根据主要承载方向及使用条件分为：径向型（主要承 载径向力）、4方向等负荷型（4个方向能承受均等负荷） • 三、根据基座比例大小可分为：宽幅型和普通型； • 四、另外根据使用环境和实际需要分为：交叉型、特殊环 境型、R型圆弧型、超总负荷型、曲直型、微小型、机床 专用型（大承载能力）、自动调心型、低重心型等；
HK直线导轨(全钢球型) 从小型到机床用的大型，从直 线引导到曲线引导，适合各种用途的型号系列化。
• • • • • • 7.THK微型(低成本型)-THK直线导轨RSR-Z型 LM滑块内具有防止球脱落 的功能的保持器型小型LM导轨。 8.THK微型(配有保持器)-THK直线导轨RSH型 LM滑块内具有防止球脱落 的功能的保持器型小型LM导轨 9.THK可分离型(4方向等负荷)-THK直线导轨HR型 这是采用2轴平行组装 、可在4个方向承载相同负荷、断面高度较低、可调整间隙的LM导轨。 10.THK可分离型(径向型)-THK直线导轨GSR型 自动调整能力很强、最适 合于难以获得安装精度的场所以及普通工业机械等的LM导轨 11.THK结构构件轨道型-THK直线导轨JR型 LM轨道采用弯曲刚性很高的 断面形状，因而可作为结构部件材料使用的LM导轨。 12.THK双维一体式LM滚动导轨-CSR型 对准具有与获得实绩和好评的LM 导轨HSR型相同的内部结构，并进行背面直交，同时组合了2根LM轨道的 一体化LM导轨。
• 磨损小，维护少：对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度误差
是无法避免的。在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩 擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。与之相反，滚动接触 由于摩擦耗能小，滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使滚动直线导轨系统长期处于高精度 状态。同时，由于使用润滑油也很少，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的 非常容易。
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THK直线导轨采用球保持器，可消除滚珠的相互摩擦， 实现低噪音、好音质、长期免维护和优异的高速性
• 1.世界标准-THK直线导轨SHS型 各球列按45°接触角配置，因此可在任 何姿势下使用。 2.THK径向型-THK直线导轨SSR型 断面高度较低的紧凑型，采用相对径向 方向呈90°的球接触结构，最适合于水平引导部。 3.THK超重负荷(径向型)-THK直线导轨SNR型 球保持器型LM导轨系列中 刚性最高的径向型LM导轨。 4.THK超重负荷(4方向型)-THK直线导轨SNS型 球保持器型LM导轨系列中 刚性最高的4方向型LM导轨。 5.THK宽幅轨道型-THK直线导轨SHW型 LM轨道采用宽度很大的低重心结 构，具有优异的Mc扭矩的4方向等负荷型LM导轨。 6.THK微型-THK直线导轨SRS型 LM轨道断面高度较低、实现了轻量、紧 凑结构的LM导轨。 7.THK双维一体式LM滚动导轨-THK直线导轨SCR型 采用直交的直动系统 ，实现了无鞍部的紧凑的X-Y运动的LM导轨。
• 1.一定的导向精度，行走平行度、整体平面度和垂直度概念。导向精 度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置 的准确性。 2.运动轻便平稳，滑动性概念。工作时，应轻便省力，速度均匀，低 速时应无爬行现象，即摩擦力的大小。 3.良好的耐磨性，工作寿命概念。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后 ，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量 小，且磨损后能自动补偿或便于调整。 4.足够的刚度，承载要求。运动件所受的外力，是由导轨面承受的， 故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导 轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。 5.结构工艺性好，装配性和调整性概念。在保证导轨其它要求的前提 下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。 6.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常 工作。
THK直线运动系统培训
THK 产品概述
承载导向部件：承受载荷、有明确的运动方向和 功能，且只是整个系统的一部分
THK滚动导轨的总体特点：滚动
• THK的滚动导轨是轴承的延伸和演化
使直线的滑动通过增加滚珠或滚柱变为滚动 ，从而减小摩擦力 任一种THK产品都能与传统的轴承一一对应
球保持器LM滚动导轨的总体结构
保持器型滚柱滚动导轨 采用滚子保持器，实现了低磨 擦、平滑运动、长期免维护的超超高刚性滚子导轨
• 1.THK超高刚性型-THK直线导轨SRG型 与本公司总球LM导 轨相比刚性达2倍的超超重负荷滚子导轨。采用全球标准尺寸 ，实现了长期 免维护。
• 2.THK超高刚性型(低重心型)-THK直线导轨SRN型 与机床用 LM导轨SNR型兼容 。 • 3. 采用大宽度的滚子导轨，提高了安装强度、安装稳定性。
对应两种负荷的导轨
相应的力学模型：四连杆机构
• 4方向等负荷型
• 径向型
滚动直线导轨的以上这种结构决定了其能运行平稳——好的导向性，微 量的自调整功能、和对温度变化不明显的特点，且能实现高速运动；
THK 产品指标及选型注意要点
• 一、精度指标 • 1、行走平行度（单根直线度）： ≤5µm/m
台面平行度(多轴同时使用)：≤15µm/m（高要求一般为≤5µm） 轴间平行度(多轴同时使用)：≤15µm/m（高要求一般为≤10µm）
第二核心特点优越性能主要原因 1：四列圆弧沟槽式接触
此结构的直接影响：摩擦系数减小
间接优势
• 1直接运动变得平滑 • 2保持安装面的精度与刚性
只要存在差动摩擦
运动时平滑不会迟滞、滑动量小 安装基座的刚性
两点接触容易变形，可以实现自调节
四点接触使得滚珠被限制住，不易自调节
间接优势
• 1、高刚性 • 2、额定负荷承受力增强 • 3、寿命不受影响
导轨摩擦系数
爬行指标：≤4µm/(10mm/min)
高耐磨性
滚动导轨缺点
• 1、承载能力有限，抗震性差：虽然可以承受不同方向的 力，由于导轨面和滚动体是点接触或线接触，故其承载能 力和抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高 ；对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高；常用于 运动件重量、载荷不大的场合。予压可以增加阻尼，以提 高抗振性。 • 2、滚柱（滚针）导轨中的滚柱与导轨面是线接触，故它 的来自百度文库载能力和刚度比滚珠导轨大，耐磨性较好，灵活性稍 差。滚柱对导轨的不平度较敏感，容易产生侧向偏移和滑 动，而使导轨的阻力增加，磨损加快，精度降低。滚柱的 直径越大，对导轨的不平度越为敏感。
与半径较为接近， 基本不存在缝隙， 不易变形
有较大的缝隙， 所以承载能力差， 易变形
优越性能主要原因2：DF设计具有出色 的误差吸收能力
水平度误差或平板倾斜情况下的误差吸收
成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精 度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。（这点比较重要）
HK直线导轨(全钢球型) 从小型到机床用的大型，从直 线引导到曲线引导，适合各种用途的型号系列化。
• 1.THK世界标准-THK直线导轨HSR型 各球列按接触角45°配置以便对作 用在LM滑块的4个方向（径向方向?逆径向方向?横方向）具有相同的额定 负荷，因而可以在任何姿势下使用的世界标准尺寸的LM导轨。 • 2.THK径向型-THK直线导轨SR型 断面高度较低的紧凑型，采用径向方向 负荷较强的球接触结构，最适合于水平引导部的LM导轨。 • 3.THK超重负荷型(径向型)-THK直线导轨NR型 实现了与传统产品相比更 近似于球径的深槽滚动面加工，提高了机床所必需的高刚性、耐振动、冲 击性、阻尼（衰减性），最适合于径向负荷的超重负荷型LM导轨。 • 4.THK超重负荷型(4方向等负荷)-THK直线导轨NRS型 实现了与传统产品 相比更近似于球径的深槽滚动面加工，提高了机床所必需的高刚性、耐振 动、冲击性、阻尼（减衰性）的超重负荷型LM导轨。 • 5.THK宽幅轨道型-THK直线导轨HRW型 采用增大了轨道宽度、降低了整 体高度的低重心结构，对于要求节省空间的场所、扭矩作用而要求高刚性 的场所等，采用单轴即可使用的LM导轨。 • 6.THK微型-THK直线导轨RSR型 可承受任何方向的负荷，对于小扭矩负 荷使用单轴即可充分应对的小型LM导轨。
第一核心结构及特点
保持器本身的作用
• 滚珠或滚柱均匀排列且相互间隔，不会歪 斜和碰撞 • 一、摩擦力不会变动 • 二、运动平稳 • 三、高速 • 四、噪音小 • 五、无额外功耗 • 六、寿命长
带滚珠保持架的直线运动导轨副将逐渐 成为高档数控机床选用的主流。
• 采用滚珠保持架与滚珠构成一体，保持滚珠平稳 的进行循环运动，消除了滚珠间的相互摩擦，开 发了噪声低、免维修、寿命长、速度可达 300m/min的超高速直线运动的SSR导轨副，并已 开始推广。该导轨副实现了100m/min 运动速度 下噪声小于50dB，摩擦波动幅度减少到以往产品 的1/5。另外，通过了一次加油脂2cm3，运行 2800km 的试验。