精密滚动直线导轨的选择与计算_杨祖孝
直线导轨副的选型
滚珠直线导轨副的选用及计算1、计算载荷滚珠直线导轨副除具有抗上下、左右四方向的力以外,还能承受左右扭转、前后翻转和平面扭转三个方向的扭矩。
在选用时,除了需对受力状态(水平、竖直,侧卧等),受力结构(受力点与支撑间产生的扭矩)以及起停时的惯性力等进行受力分析外,还需对运动过程的受力变化对导向系统产生的影响进行评估。
载荷的选取围绕单个滑座所受的合力进行(静态受力分析按照理论力学常规计算),通常根据载荷在行程内的变化分段核算,若某个滑座在总行程L(mm)内的L1,L2,……Ln(mm)段内所受的载荷分别为P1,P2,……Pn(KN),则计算载荷Pc为:Pc=(KN)对于载荷呈线性变化的情况,Pc可简化成:Pc=(Pmin+2Pmax)/3 (KN)对于荷呈全波正弦曲线变化的情况,Pc可简化成:Pc=0.65Pmax(KN)对于载荷呈半波正弦曲线变化的情况,Pc可简化成:Pc=0.75Pmax (KN)对于同时承受扭矩M(Nm)负载的情况,Pc=P0+C0×M/Mt(KN)其中,P0:载荷合力,(KN)C0:滑座的额定静载荷,参见“滚珠直线导轨副的系列参数”,(KN)Mt:对应方向的额定扭矩,参见“滚珠直线导轨副的系列参数”,(Nm)另外,除计算Pc值外,还需计算最大合力,若最大合力大于滚珠直线导轨副的额定静载荷C0,则须增大导轨规格。
额定静载荷是指滚珠直线导轨副承受的使滚珠和滚道产生万分之一滚珠直径的弹性形变时的静止合力。
大于额定静载荷会产生塑性破坏。
2、计算额定寿命滚珠直线导轨副寿命的衡量标准为:在允许的环境条件中,在承受负载等于额定动载荷C(KN)的情况下,连续导向行程达到50Km(基准行程寿命)时有95%(基准可靠度)不产生材料疲劳破坏。
由此可得滚珠直线导轨副的额定行程寿命L为:L=(Km)其中,C:滑座的额定动载荷,参见“滚珠直线导轨副的系列参数”,(KN)Pc:计算载荷,(KN)fh:硬度系数,HRC58为基准硬度,低于HRC58时额定动载荷锐减。
直线导轨选型基本原则步骤和参数考量
直线导轨选型基本原则步骤和参数考量直线导轨是一种常用于工业机械设备中的部件,可以实现精确的直线运动。
在选择直线导轨时,需要考虑一些基本原则和步骤,以及相关的参数。
下面是关于直线导轨选型的基本原则、步骤和参数考量的详细解释。
一、直线导轨选型基本原则:1.负载能力:直线导轨应具有足够的负载能力,以确保能够承受工作时的负荷。
负载能力取决于工作物体的重量和所需的加工力。
2.刚度:直线导轨应具有足够的刚度,以保持工作物体的稳定性和精度。
刚度取决于导轨的材料和结构。
3.精度:直线导轨的精度直接影响到工作物体的加工精度。
选用直线导轨时需考虑工作所需的精度指标。
4.速度:直线导轨应具有足够的速度,以满足工作物体的运动要求。
速度取决于导轨和导轨的传动系统的性能。
5.寿命:直线导轨的寿命应长,以减少维护和更换的频率。
寿命取决于导轨材料的耐磨性和导轨结构的稳定性。
二、直线导轨选型步骤:1.确定负载类型和大小:首先需要确定工作物体的负载类型(如重载、中等负载、轻载)和负载大小,以选择适合的直线导轨。
2.选择导轨类型:根据工作环境和负载要求,选择合适的导轨类型,如滑块式导轨、滚动式导轨等。
3.选择导轨材料:导轨材料需要具有足够的硬度、耐磨性和刚度,常见的导轨材料有钢材、铝合金等。
4.确定导轨长度:根据工作物体的运动范围和工作空间的限制,确定导轨的长度。
5.选择导轨载荷:根据工作物体的负载大小和工作要求,选择适合的导轨载荷,以确保导轨能够承受工作时的负载。
6.确定导轨精度:根据工作要求和加工精度的需求,选择合适的导轨精度。
7.选择导轨速度:根据工作物体的移动速度要求和工作环境的限制,选择适合的导轨速度。
8.确认导轨寿命:了解导轨的寿命和使用寿命,以便预估导轨的使用寿命和维护周期。
三、直线导轨选型参数考量:1.负载能力:指导轨能够承受的最大负荷。
2.刚度:指导轨的刚度,用于评估导轨的变形程度,通常以刚度系数来表示。
3.精度:指导轨的精度,用于评估导轨的加工精度和重复性。
导轨的选型及计算
, 低速 , 定位精
方便。 2, 未形成完全液 体 摩擦 时低 速 易爬 行 3, 磨损大寿命低 精度不稳定 , 运动
床 , 冶 金 设备上应 用普遍
度高。 2, 精度保持性好
磨损少 , 寿命长。 3, 刚性 和抗振性差 成本高 护 1, 速 度 高 , 结构复杂
, 要求良好的保
床 , 纺 织机械 等 主要用 语速度 高 , 精 度要求 一般的 机床主 运动导 轨 各种大
6-8
的规定。
Ⅲ级和Ⅲ级以上 Ⅳ级 Ⅴ级
20 16 10
2) 导轨
生产率高 , 是加工淬硬导轨唯一方法,磨削导轨表面粗糙度应达到
[10] [10]
的要求 , 见表 6-9
机床 类型 Ⅲ级 和Ⅲ 级以 上 Ⅳ级 Ⅴ级 0.4(0.2) 0.8(0.4) 中小型 0.2 ~ 0.4(0.1 0.2) ~
1, 动导轨表面贴塑料软 带等与铸铁 或钢导轨 , 且动 , 不易 2, 主要应用 与中大型 机床压强 不大的导 轨应用日 益广泛 动压导轨
(90m/min~600m/min), 形成液体摩擦 大 , 抗阵性好 2, 阻尼 3, 结构简 ,
搭配 , 摩擦系数小 塑 导轨 料 静摩擦系数搭配
爬行 , 抗摩擦性能好。 贴塑工艺简单。
导轨热处理 : 一般重要的导轨,铸件粗加工后进行一次时效处理,高精度导 轨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 ~ 2)mm 。硬度 (45 ~ 50)HRC。 (0.2 ~ 0.25)mm, 显微硬度 600HM左右。
1) 中频淬火,淬硬层深度
2) 接触加热自冷表面淬火,淬硬深度
( 括号内数值 )。
0.2(0.1) 0.4(0.2)
直线导轨选型计算
直线导轨选型计算今天给⼤家带来直线导轨选型计算,线导轨选型计算这是⼀门很有必要的章节于没有极⾼参数计算⽔平和实际应⽤(维护)经验设计⼈员来说,导轨、丝杆等的凭空选择也是必须的,下⾯我就给⼤家⼀⼀讲解滚动直线导轨副特点:1、滚动体与圆弧沟槽相接触,与点接触相⽐承载能⼒⼤,刚性好。
2、摩擦因素⼩,⼀般为 0.002~0.005 ,仅为滑动导轨副的 1/20~1/30 ,节省动⼒,可以承受上下左右四个⽅向的载荷。
动、静摩擦差别很⼩。
3、磨损⼩,寿命长,安装、维护、润滑简便。
运动灵活,⽆冲击,在低速微量进给时,能很好地控制位置尺⼨,不会发⽣空转打滑,并能实现超微⽶级精度的进给。
直线导轨的选型步骤滚动功能部件的主要失效形式是滚动元件与滚道的疲劳点蚀与塑性变形,其相应的计算准则为寿命(或动载荷)计算和静载荷计算。
某些滚动功能部件还具有滚动体循环装置,循环装置的失效主要靠正确的制造、安装与使⽤维护来避免。
1、动载荷计算C:基本额定动载荷 (N)Pc:垂直于运动⽅向的载荷, P/4fH :硬度系数,⼀般取值 1fT:温度系数fc:接触系数fw :载荷系数滚动体额定寿命:球体: 50km ;滚⼦: 100kmL:设计总寿命⾏程 (km)l:⼯作⾏程,即轨道长度 (单位: m)n:每分钟往返次数 (次/min)Lh:设计总寿命时间 (参照下页图表 )直线导轨在设备中的应⽤及安装⽅法1、在安装直线导轨之前必须清除机械安装⾯的⽑边、污物及表⾯伤痕。
注意:直线滑轨在正式安装前均涂有防锈油,安装前请⽤清洗油类将基准⾯洗净后再安装,通常将防锈油清除后,基准⾯较容易⽣锈,所以建议涂抹上黏度较低的主轴⽤润滑油。
2、将主轨轻轻安置在床台上,使⽤侧向固定螺丝或其他固定治具使线轨与侧向安装⾯轻轻贴合。
注意:安装使⽤前要确认螺丝孔是否吻合,假设底座加⼯孔不吻合⼜强⾏锁紧螺栓,会⼤⼤影响到组合精度与使⽤品质。
3、由远端向近端按顺序将滑轨的定位螺丝稍微旋紧,使轨道与垂直安装⾯稍微贴合。
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~6OOm/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。
直线电机驱动二维精密定位平台的设计研究
基金项 目: 榆林学 院高层次人 才科 研启动基金项 目( 8 K 3 ) 0 G 0 7 作者简 介 : 曹卫锋 (97 ) 男 , 17一 , 陕西 武功人 , 助教 , 在读博 士 , 研究 方 向: 机械设计与制造 的教学 与研 究。
1
Eq i me t u p n Ma ua tig T c n lg . 2 1 n fc r e h oo y No9, 0 2 n
T ANG h - i g , AO Hu - a g , S u yn C i f n MA o q n W ANG e g’ Ru - u , Fn
( . ae t x m n t nC o eai etr f h aet fc B in 0 10C ia 1 P tn E a iai op rt nC ne e t i e ig10 9 ,hn ; o o o T P n O e, j 2 N c a dR da o a t C nr, e ig1 0 8 C ia . ul r n ait nS f y e t B in 0 0 2,hn ) e a i e e j
二维定位平 台总体设计结合 了大范 围超精密定 位系统的技术指标 , 其技术要求如下 : 自由度 : 、 x Y两维 ;
图 1 二 维定 位 平 台 结 构 简 图
在台子 的侧面上 。
收 稿 日期 :0 2 0 - 8 2 1- 6 0 -
重复计算 电机峰值 力和平均连续输 出力 ,校核被选
1 二维定 位平 台的设计
11 总体 设计 .
11. 、7底座导 轨 2上 台 3上 台 电极 动子 4上台输 出部分 5下 台直 . . . . 线 电机 磁轨 6 台光 栅读数头 7下台直线 电机 动子 8 . 上 . . 限位装 机械 置 9 台光栅支架 1 、5 台导 轨 l. . 上 O 1. 上 1 下台光栅支架 1. 台直线 2 上 电机 l . 3 上台光栅读数头 l . 台机械限位 1. 4 上 6 底座
导轨的选型及计算步骤
导轨的选型及计算步骤什么是导轨导轨是一种机械零件,也被称为导向轨。
其作用是通过高精度的加工和装配,使得机器元件在其中受到引导和支持,从而达到准确移动的目的。
导轨通常应用在机器人、自动化加工设备、精密测量仪器等领域,是现代工业高精度装备的重要组成部分。
导轨的选型主要有以下几项考虑因素:1.精度等级导轨的精度等级决定了其加工技术、材料及制造成本。
一般来说,导轨的精度等级越高,其制造成本也就越高。
在选型过程中,需要根据具体应用情况进行权衡。
如果应用要求较高的精度,那么就需要选择精度等级高的导轨,反之则可以选择精度等级较低的导轨。
2.负载能力导轨需要承载机器元件的重量,因此需要考虑其负载能力。
在选择导轨时,需要根据机器元件的重量以及运动速度来计算导轨的承载能力。
3.应力分布情况在机器元件运动时,导轨上承受的应力分布情况对导轨的选型也有一定的影响。
如果应力分布不均匀,容易导致导轨变形或磨损。
因此,在选型时需要考虑导轨的应力分布特点,选择合适的导轨型号。
4.环境适应性导轨常常运用在恶劣的环境中,如高温、低温、潮湿等。
因此,在选型时需要考虑导轨的环境适应性,选择能适应相应环境的导轨型号。
导轨的计算步骤导轨的选型需要进行一定的计算和验证,主要涉及以下步骤:1.计算负载需要根据机器元件的重量、材质、数量等因素来计算机器运行时所需的导轨承载力。
计算公式为:F = mg其中,F表示承载力,m表示质量,g表示重力加速度。
2.计算生命公式生命公式是导轨的使用寿命计算公式。
该公式根据工作条件、轨道长度以及使用频次对导轨的寿命进行评估。
生命公式通常采用下列形式:L10 = (C / F)^b其中,L10表示统计寿命,C表示基本动载荷额定值,F表示实际负荷,b为指数。
3.计算导轨长度根据机器的移动范围以及导轨的型号、长度等因素,计算所需的导轨长度。
同时,需要考虑运动的平稳性、自重等因素进行合理的选择。
以上就是导轨选型及计算的主要步骤。
直线滚动导轨的特点及选用
直线滚动导轨的特点及选用摘要:介绍了直线滚动导轨的性能特点及选用时涉及到的一些性能参数。
关键词:直线滚动导轨;寿命1、直线滚动导轨的特点直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。
相对普通机床所用的滑动导轨而言,它有以下几方面的优点:1.1 定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。
由于动摩擦与静摩擦系数相差很小,运动灵活,可使驱动扭矩减少90%,因此,可将机床定位精度设定到超微米级。
1.2 降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小,特别适用于反复进行起动、停止的往复运动,可使所需的动力源及动力传递机构小型化,减轻了重量,使机床所需电力降低90%,具有大幅度节能的效果。
1.3 可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小,因此发热少,可实现机床的高速运动,提高机床的工作效率20~30%。
1.4 可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑,由于油膜的浮动,产生的运动精度的误差是无法避免的。
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,故能使直线滚动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,大多数情况下只需脂润滑就足够了,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了。
2、宜线滚动导轨的寿命在选用直线滚动导轨时,应对其本身的寿命进行初步验算。
当直线滚动导轨承受负荷并做滚动运动时,导轨面和滚动部分(钢珠或滚柱)就会不断地受到循环应力的作用,一旦达到临界值,滚动表面就会产生疲劳破损,在某些部位产生鱼鳞状剥离,这种现象称为表面剥落。
所谓直线滚动导轨的寿命,就是指导轨表面或滚动部分由于材料的滚动疲劳而发生表面剥落时为止总行走距离。
直线滚动导轨的寿命具有很大的分散性。
即使同批制造的产品,在同样运转条件下使用,其寿命也会有很大的差距。
直线导轨选型THK-精密板式导轨
A 精密板式直线导轨的特长
图1 精密板式直线导轨ER型的结构
结构与特长 E R型是将不锈钢钢板经过精密成形、热处理以及磨削加工而成的滑动装置。
其结构为钢球在外侧轨道与内滑块之间形成的V形沟槽之间滚动,从而使系统滑动。
ER型为超薄轻量型装置,钢球在内滑块上装配的钢球外壳中循环,进行无限的直线运动。
此型号用途广泛,例如磁盘装置、电子设备、半导体制造设备、医疗设备、测量设备、绘图机以及复印机等。
【减少设计和装配成本】
与在精密机械等使用的传统微型滚珠轴承相比,精密板式直线导轨的设计成本较低、装配工时较省,能实现高精度的直线导向。
【维持长期的稳定性】
E R型为摩擦系数极低的钢球循环型滑动装置,可在长期间内维持稳定性能。
【轻量化、小型设计和高速响应性】
外侧轨道和内滑块均由最薄的不锈钢板制造。
由于精密板式直线导轨重量较轻,因此惯性力矩小并具有优异的高速响应性。
精密板式直线导轨
特长 502-4C。
直线(滚动)导轨的选型
直线(滚动)导轨的选型直线导轨的选型(上)(原创)2010-01-30 20:44前面说了一下滚珠丝杠选型的大致原则和注意的要点,今天有空,谈一谈直线导轨的大致选型步骤和方法:分类介绍:先说明一下,本文所说的直线导轨均指滚动直线导轨。
种类按滚动体类型分有滚珠导轨滚珠、滚柱导轨,前者包括交叉滚珠导轨,而交叉滚柱导轨则可归于后者。
按形状分有方轨(截面尺寸大致呈等边矩形)和扁轨(截面尺寸大致呈扁平的矩形),不说明的一般指方轨,扁轨的官方称呼是微型滚珠滑轨。
按制造结构分又可分成2排滚珠(或滚柱,下同)导轨、4排滚珠导轨等等。
型号编排介绍:目前直线导轨市场标准化程度相对比较高,除某些日本品牌之外多数种类各品牌之间可以替换,这也整个传动机械产品市场的趋势。
各厂家大致的型号编排规则有两类,一类是欧系,一类是日系,前者以德系产品为代表,编号比较复杂,主要是字母和数字混合编号,但是数字含义比较复杂,有的就干脆全是数字,中间以点号隔开,比如:123.123.12.123.1。
日系产品以日本产品为代表,编号相对简单一点,大致方式也是字母和数字,一般前面是数字,表示产品系列,后面的数字表示相关规格尺寸,例如轨的宽度、长度、滑块数量等,再后面的字母表示其他如形状精度等指标。
上述描述是指大致编号原则,具体型号请参阅该品牌产品样本。
选型基本原则:1---优先性能而不是价格:满足设计要求应是用户首先考虑的目标,然后找到恰当的供应商获得相对低价才是正途。
机械产品特别是零部件行业极少有暴利情况,除高端品牌外如果忽略渠道因素你基本可以认为价高质优。
2---优先选择产品类型而不是品牌:作为用户,自豪于忠于某个品牌是愚蠢的,在适当的时候适当的场合选用不同品牌的产品十分必要。
例:某用户电火花机装的是日本**K导轨,坏了一个滑块,保修期外需要订购,但是被厂家告之必须整套订购,7000多块,2.5个月到货,而台湾品牌****N类似型号只要2000多,现货。
直线导轨安装方法、选型计算
直线导轨安装方法、选型计算直线导轨(linear slider)可分为:滚轮直线导轨,圆柱直线导轨,滚珠直线导轨,三种,是用来支撑和引导运动部件,按给定的方向做往复直线运动。
依按摩擦性质而定,直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。
定义直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨,用于直线往复运动场合,且可以承担一定的扭矩,可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。
在大陆称直线导轨,台湾一般称线性导轨,线性滑轨。
分类分为方形滚珠直线导轨,双轴芯滚轮直线导轨,单轴芯直线导轨。
作用直线导轨运动的作用是用来支撑和引导运动部件,按给定的方向做往复直线运动。
依按摩擦性质而定,直线运动导轨可以分为滑动摩擦导轨、滚动摩擦导轨、弹性摩擦导轨、流体摩擦导轨等种类。
直线轴承主要用在自动化机械上比较多,像德国进口的机床,折弯机,激光焊接机等等,当然直线轴承和直线轴是配套用的。
像直线导轨主要是用在精度要求比较高的机械结构上,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质,而用滚动钢球。
自动调心能力来自圆弧沟槽的DF(45-°45)°组合,在安装的时候,即由钢珠的弹性变形及接触点的转移,即使安装面多少有些偏差,也能被线轨滑块内部吸收,产生自动调心能力之效果而而得到高精度稳定的平滑运动。
(我们推荐你关注“机械工程师”公众号,第一时间掌握干货知识、行业信息)1、具有互换性由于对生产制造精度严格管控,直线导轨尺寸能维持在一定的水准内,且滑块有保持器的设计以防止钢珠脱落,因此部份系列精度具可互换性,客户可依需要订购导轨或滑块,亦可分开储存导轨及滑块,以减少储存空间。
2、所有方向皆具有高刚性运用四列式圆弧沟槽,配合四列钢珠等45度之接触角度,让钢珠达到理想的两点接触构造,能承受来自上下和左右方向的负荷;在必要时更可施加预压以提高刚性。
应用领域①、直线导轨主要用在自动化机械上比较多,像德国进口的机床,折弯机,激光焊接机等等,当然直线导轨和直线轴是配套用的。
导轨的选型及计算.doc
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。
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494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P 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+△l-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S1—滑块到上死点时,滑块露出导轨部分的长度 S2—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494012GGB 20B AL2P -⨯,查表9.3-73[1]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=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4(G1+F )=250N1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为:L=(f h f t fc fa Ca/ fwPc )ε⨯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;ε——指数,当导轨体为滚珠时,ε=3;当为滚柱时ε=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 ))。
精密滚动直线导轨的选择与计算_杨祖孝
用性,适用范围很广。
稀释 ! 水溶性切削液 # 条件下更能充分显示出它的
! " # $ 涂 层 处 理 $ 涂 层 的 处 理 方 法 是 %$& 优越性能。
$
法。$ 涂层的致密性极好,是 ’() 涂层的*倍;硬度
! 编辑 栋 林 #
高,是 ’() 涂层的+, -倍;摩擦系数小,是 ’() 涂层
的.-/ ,颜色呈紫灰色。适用范围广,同 ’() 涂层一 作者单位:济南轻骑摩托车有限公司发动机厂
数控镗铣加工中心 #、$
%
电火花加工机床 #、$
%
坐标镗 ! 铣 # 床 #、$
%
数控十字滑台 #、$
数控雕刻机
#、$
5% 、% 、3 %、3
5% 、%、3 3
5%、%、3 %、3 %、3
3、普通
数控磨床
#、$ 5% 、% 、3
%
%、3
数控车床
# 5% 、% 、3
%
%、3
普通机床
#、$ 3、普通
%
普通
由 789:;<=> / ?@AB>=<9 提出 的寿 命理 论,可得 到滚动直线导轨寿命的计算公式为:
*$ - + ’ ! , - ( ! - - .’ / 0( ’ 径、横向载荷同时连续作用时 ( - 1 -B ’ 变动载荷时 ( 式中 *$———额定寿命,CB
+———系数,当滚动体为滚珠时,+ - 3$D
!*———接触系数 . 见表% 3
!!———载荷系数 . 见表) 3
(———每分钟运动的行程数
)———滑块运动行程,/
表= 等效系数
:67 :7 :7; . :7< 3
导轨的选型和计算
导轨的选型和计算一、导轨的选型1.载荷能力:根据设备的负载情况,选择合适承受载荷的导轨。
一般情况下,载荷能力的计算主要包括垂直加载、水平加载、弯曲和扭矩。
2.运动方式:导轨的运动方式主要有滚动式和滑动式两种。
滚动式导轨由滚珠或滚柱组成,能够提供高精度和高速运动,但需要润滑油脂。
滑动式导轨由滑块和导轨座组成,能够提供大的载荷能力和稳定性,但摩擦力较大。
3.精度要求:根据设备的精度要求,选择合适精度等级的导轨。
通常有P级、H级和X级等,精度等级越高,滚动阻力越小,但成本也越高。
4.导轨的长度和尺寸:根据设备的工作空间和机械结构的尺寸,选择合适长度和尺寸的导轨。
5.导轨的材料:选择适合工作环境的导轨材料。
常用的导轨材料有钢、铸铁、铝合金等。
6.导轨的耐磨性和耐腐蚀性:根据设备的工作环境,选择合适的导轨材料,保证导轨的使用寿命。
7.导轨的价格:根据设备的预算,选择合适价格的导轨。
二、导轨的计算导轨的计算主要包括轴向排列导轨的计算和重合度计算。
下面将分别介绍两种计算方法。
1.轴向排列导轨的计算:假设有两个水平轴向排列的导轨,需要计算它们的间隙和偏移。
计算方法如下:(1)计算间隙:导轨的间隙计算公式为:间隙=(导轨1的总高度-导轨2的总高度)/2 (2)计算偏移:导轨的偏移计算公式为:偏移=(导轨1的总宽度-导轨2的总宽度)/2 2.重合度计算:重合度是指两个导轨之间的平行度,它是影响机械设备运动轨迹准确性的重要因素。
重合度计算方法如下:(1)首先需要确定一个基准导轨,该导轨的位置和安装是准确无误的。
(2)测量其他导轨相对于基准导轨的位置偏差,包括垂直度、水平度和偏移量。
(3)根据测量值进行修正,使得其他导轨与基准导轨保持平行和重合。
以上就是关于导轨的选型和计算的详细介绍。
通过合理地选择和计算导轨,可以保证机械设备的运动平稳、精度高,并且延长导轨的使用寿命。
在实际应用中,还需要根据具体的机械设备和工作环境进行综合考虑,选择最适合的导轨。
直线导轨计算
直线导轨的特点及选用1、直线滚动导轨的特点直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。
相对普通机床所用的滑动导轨而言,它有以下几方面的优点:1.1 定位精度高直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。
由于动摩擦与静摩擦系数相差很小,运动灵活,可使驱动扭矩减少90%,因此,可将机床定位精度设定到超微米级。
1.2 降低机床造价并大幅度节约电力采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小,特别适用于反复进行起动、停止的往复运动,可使所需的动力源及动力传递机构小型化,减轻了重量,使机床所需电力降低90%,具有大幅度节能的效果。
1.3 可提高机床的运动速度直线滚动导轨由于摩擦阻力小,因此发热少,可实现机床的高速运动,提高机床的工作效率20~30%。
1.4 可长期维持机床的高精度对于滑动导轨面的流体润滑,由于油膜的浮动,产生的运动精度的误差是无法避免的。
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,故能使直线滚动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,大多数情况下只需脂润滑就足够了,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了。
2、宜线滚动导轨的寿命在选用直线滚动导轨时,应对其本身的寿命进行初步验算。
当直线滚动导轨承受负荷并做滚动运动时,导轨面和滚动部分(钢珠或滚柱)就会不断地受到循环应力的作用,一旦达到临界值,滚动表面就会产生疲劳破损,在某些部位产生鱼鳞状剥离,这种现象称为表面剥落。
所谓直线滚动导轨的寿命,就是指导轨表面或滚动部分由于材料的滚动疲劳而发生表面剥落时为止总行走距离。
直线滚动导轨的寿命具有很大的分散性。
即使同批制造的产品,在同样运转条件下使用,其寿命也会有很大的差距。
因此,为了确定直线滚动导轨的寿命,一般使用额定寿命这一参数。
所谓额定寿命是指让—批同样的直线滚动导轨逐个地在相同的条件下运动,其中90%的总运行距离能达到不发生表面剥落。
三招教你如何挑到适合自己的直线导轨
三招教你如何挑到适合自己的直线导轨直线导轨,又称线性滑轨,用于高精或高速直线往复运动场合,且可以承担一定的扭矩,可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。
它的的作用是用来支撑和引导运动部件,按给定的方向做往复直线运动。
如同所有精密零件的高要求一样,对于它的选择,也需要从多个方面考虑。
本文将提供不同的维度,三招教你如何挑到适合自己的直线导轨。
维度一:特点LGR滚柱直线导轨目前,常见的直线导轨种类包括滚珠直线导轨、滚轮直线导轨和圆柱直线导轨。
它们的应用范围和适用条件各不相同,可根据它们的特点进行选择。
1.滚珠直线导轨(1)精度高(2)承重大(3)所有方向皆具有高刚性成本较高2.滚轮直线导轨(1)高速度低噪音(2)耐腐蚀不易生锈(3)维护简单易更换(4)误差小、精度良好(5)轻负载(6)最大精度不足(7)适用范围相对有限3.圆柱直线导轨(1)圆形滑块适合特殊的场合(2)具有调心能力(3)价格便宜(4)精度低维度二:参数市面上出现的直线导轨种类繁多,这在给我们提供广阔选择空间的同时,也对使用者的专业程度提出了考验。
一般,我们需要向供应商提供必要的参数,这是重要的参考依据。
1.使用条件:我们都知道使用范围是非常广泛的,加上现在使用的不同机床机械设备有多种多样,每种机床的加工精度也不一样,这导致了配套使用的直线导轨也是不同的。
机床越粗糙使用的滑轨越大,而且相当笨重。
反之,机床的加工精度越高,那么使用的导轨是那种高精度型的。
这一点使用方必须要提供给卖家,好帮助他们做一下直线导轨的初步判断。
2.负载能力:知道了负载能力之后可以判断出该使用什么样的滑块,滑块是直线导轨上面重要的部件,它直接关乎到滑轨的精度等级,所以它的选择是要非常慎重的。
负载能力也意味着滑块上面能够承受的重量是多少,这关系到滑轨工作时的安全系数。
一般来说,厂家会给出一个负荷安全系数表,用户只要选择在值以内的可以了。
3.预期寿命:这是影响直线导轨售价的一个重要因素,非常重要,在购买前可以向供应商咨询直线导轨的预期使用寿命。
直线导轨选型(转载)
前面说了一下滚珠丝杠选型的大致原则和注意的要点,今天有空,谈一谈直线导轨的大致选型步骤和方法:分类介绍:先说明一下,本文所说的直线导轨均指滚动直线导轨。
种类按滚动体类型分有滚珠导轨滚珠、滚柱导轨,前者包括交叉滚珠导轨,而交叉滚柱导轨则可归于后者。
按形状分有方轨(截面尺寸大致呈等边矩形)和扁轨(截面尺寸大致呈扁平的矩形),不说明的一般指方轨,扁轨的官方称呼是微型滚珠滑轨。
按制造结构分又可分成2排滚珠(或滚柱,下同)导轨、4排滚珠导轨等等。
型号编排介绍:目前直线导轨市场标准化程度相对比较高,除某些日本品牌之外多数种类各品牌之间可以替换,这也整个传动机械产品市场的趋势。
各厂家大致的型号编排规则有两类,一类是欧系,一类是日系,前者以德系产品为代表,编号比较复杂,主要是字母和数字混合编号,但是数字含义比较复杂,有的就干脆全是数字,中间以点号隔开,比如:123.123.12.123.1。
日系产品以日本产品为代表,编号相对简单一点,大致方式也是字母和数字,一般前面是数字,表示产品系列,后面的数字表示相关规格尺寸,例如轨的宽度、长度、滑块数量等,再后面的字母表示其他如形状精度等指标。
上述描述是指大致编号原则,具体型号请参阅该品牌产品样本。
选型基本原则:1---优先性能而不是价格:满足设计要求应是用户首先考虑的目标,然后找到恰当的供应商获得相对低价才是正途。
机械产品特别是零部件行业极少有暴利情况,除高端品牌外如果忽略渠道因素你基本可以认为价高质优。
2---优先选择产品类型而不是品牌:作为用户,自豪于忠于某个品牌是愚蠢的,在适当的时候适当的场合选用不同品牌的产品十分必要。
例:某用户电火花机装的是日本**K导轨,坏了一个滑块,保修期外需要订购,但是被厂家告之必须整套订购,7000多块,2.5个月到货,而台湾品牌****N类似型号只要2000多,现货。
我以近10年本行业经验保证,这两个型号质量相差不大。
但是换不了,为什么?因为原先的组合高和滑块安装孔不一样。
直线滚动导轨副选型计算
直线滚动导轨副选型计算
直线滚动导轨副选型计算通常需要考虑以下几个因素:
1. 负载重量:根据要支撑的负载重量选择合适的滚动导轨副。
通常需要计算负载的重量以及各个方向上的受力情况。
2. 导轨长度:根据实际应用的需要,确定导轨的长度。
长度的选择需要考虑到支撑负载的稳定性和工作空间的限制。
3. 运动速度:根据实际应用的要求,确定滚动导轨副的运动速度。
速度的选择需要考虑到负载的惯性和运动的平稳性。
4. 基准精度:根据实际应用的精度要求,选择适当的滚动导轨副。
精度包括导轨的直线度、平面度和垂直度等。
5. 导轨材料:根据使用环境的特点,选择合适的滚动导轨副材料。
常用的材料有钢、铝合金等。
6. 维护要求:根据实际应用的需求,选择易于维护和保养的滚动导轨副。
维护包括定期润滑、清洁和检查等操作。
以上是一些常见的滚动导轨副选型计算的因素,根据具体的应用需求和工作环境,还需要考虑其他各种因素。
为了确保选型的准确性和可靠性,建议咨询专业的滚动导轨副厂家或工程师进行选择和计算。
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导轨类型主要特点应用导轨类型 主要特点应用 滑动导轨1, 结构简单,使用维修方便。
2,未形成完全液体摩擦时低速易爬行 3,磨损大寿命低,运动精度不稳定普通机床,冶金设备上应用普遍滚动导轨 1,运动灵敏度高,低速运动平稳性好,定位精度高。
2,精度保持性好,磨损少,寿命长。
3,刚性和抗振性差,结构复杂成本高,要求良好的保护 广泛用于各类精密机床,数控机床,纺织机械等 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益广泛动压导轨 1,速度高(90m/min~600m/min),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接触主要用语速度高,精度要求一般的机床主运动导轨 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,运动平稳精度高镶钢导轨工艺复杂,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,数控机床的工作台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494012GGB 20B AL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-⨯P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。
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样,对一般的轧制结构钢、易产生粘结的不锈钢以 邮政编码:0-1+1+
及硬度高对刀具磨损大的调质钢、合金结构钢、合 收稿日期:+222年++月
!" 卷 第 ##$ 期
!""# $ % !"
工艺装备
! 滑块载荷计算
由于机床工作台多采用四滑块或六滑块滚动
直线导轨,下面仅就四滑块和六滑块滚动直线导轨
副的滑块载荷进行计算。
为圆柱滚子时 + - #$$ !———额定动载荷,%
-———当量动载荷,% .、0———为径、横向等效系数,其值见表+。
-B———平均载荷 !———指数,当滚动体为滚珠时,取 ! - ",
当滚动体为其他滚子时,取 ! - #$ 0 "
考虑到具体使用时各因素对寿命的影响,引入
各修正系数后,得到实际应用时计算寿命的公式:
(# - ("
(* - (+
解此方程组得:
! ’# - ’ &. 0 * )# ( / ’ &1 0 * )* ( / ’ %, 0 + ( ’* - / ’ &. 0 * )# ( / ’ &1 0 * )* ( / ’ %, 0 + ( ’" - ’ &. 0 * )# ( ) ’ &1 0 * )* ( / ’ %, 0 + ( ’+ - ’ &1 0 * )* ( / ’ &. 0 * )# ( / ’ %, 0 + (
. 当 ,* 为 E 时 3 据此,即可确定滚动直线导轨的型号。
! 工作台静刚度校核计算
为了满足滚动直线导轨工作台静刚度设计的要
求,在按使用寿命初选其型号后,还应对其静刚度进
行校核计算。设在工作载荷作用下,与工作台 . 刚体 3
固联的任意点
.. 其矢径
’
/. ?
’
&F 0 G
1F’2 G
3F’4 3 的位
36 ! :&; 加工机 #、$、% 轴
56 !大型平面磨床
"精密平台
"工具磨床
# )9 车床 #、% 轴
#测试仪器
$组合机械手
$高速输送机械
%输送机构
656 ! <9 制造机械
656 !医疗器械
"办公自动化机械 #检查装置
= > "线切割机械 !、" 轴 #薄片输送装置
$印刷线路板装配平台
机床类型
滚动直线导轨的选型主要是根据不同类型导轨
表+ 滚动直线导轨类型选择
类型
适用范围
类型
适用范围
356 !加工中心
36? !印刷线路板组装机械
" )9 车床
36’ "测量仪器
#重型切削机床 #、$、% 轴
#工具自动交换装置
$磨床研磨台进给轴
$各种自动装配机械
%要求高精度、大力矩时
&有特殊装配精度要求的
装配机械
*E - + ! F ’ 25 24 2& ( 0 2G ( H · ’ ! 0 - ( I !
或 *E - + K #$" ’ 25 24 2&· ! ( $
J
2$ 34
2G -
CB ’"(
!" 卷 第 ##$ 期
工艺装备
式中 !:———硬度系数 . 见图( 3
!<———温度系数 . 见图= 3
"
&
"
注:$>为反径向载荷 . 见图%负载方向 3
同一根导轨上安装的 滑块数 " & (
表% 接触系数
!*
"$ ’’ ’$ +" ’$ ,&
同一根导轨上安装的 !* 滑块数
=
’$ ))
%
’$ )"
载荷条件 无冲击、振动 无明显冲击、振动 有冲击、振动
表) 载荷系数
速度 . / 0 /12 3 "("%
按预加载荷不同分为普通径向间隙、 !# 径向间隙
’ 轻预压 ( 和 !$ 径向间隙 ’ 中等预压 ( 。具体选择参
照表 "。
表" 径向间隙的选择
径向间隙
使用条件
应用实例
普 !载荷方向一定,振动及冲击 一 般 工 业 机 械 "、# 通 小,两轴并列平行使用时。 轴,工具交换装置,成 间 隙 "精度要求不高,但要求尽量 形 机 ,焊 接 机 装 订 及
精密滚动直线导轨的生产厂家不同,其类型亦 有所不同。日本 ’34 株式会社生产的滚动直线导轨 有自动调整四方向等负荷整体式 ! 356 型 # 和分离 式 ! 36 型 # 、自动调整径向式 ! 56 # 和小型可调整式 ! 656 # 以 及 新 研 制 开 发 的 机 床 专 用 滚 动 直 线 导 轨 )6 型。实验证明,)6 型导轨与滚柱导轨相比,切削 刀 具 磨 损 量 降 低 约 0 7 * 倍 ,工 作 台 驱 动 力 矩 降 低 0-/ ,且在影响加工工件的表面粗糙度、波纹度等的 侧振幅与立振幅方面具有优异的综合性能。
移量 !.’ ? "H’0 G "I ’0 G "J’4,坐标系设定与图"、图&相
同,由理论力学和材料力学知识即可求出 . 点在载
荷下的位移量。
. " 3 四滑块对称式工作台的位移量计算
- "H ? B . $" K $& 3 0 -5" D 3F K B . %& K %" 3 0 -5" D ’F
导轨类型
基本额定动载荷
基本额定静载荷
径向 反径向 横向 径向 反径向 横向
67 767…8 0 !8
97
:67 :7 :7; :7<
# ’$ )" # ’$ %% # #’ ’$ % #’ ’$ =( #’
# ’$ ,+ # ’$ +& # #’ ’$ , #’ ’$ ,) #’
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表0 机床滚动直线导轨精度等级选择
坐标 导轨精度等级 机床类型
坐标 导轨精度等级
的特点和具体设计要求进行选择,’34 滚动直线导 轨类型可参照表+进行选择。
" 精度选择
滚动直线导轨的精度包括行走平行度 ! 运动精 度 # 、高度、宽度的尺寸精度和同一导轨上使用多滑 块以及同一平面上使用多根导轨时其高度与宽度的
. & 3 六滑块对称式工作台的位移量计算
- "H ? B . $" K $( 3 0 -5" D 3F K B . %( K %" 3 0 -5" D ’F
木材加工机械 #、$ 3、普通
冲压、剪裁、弯管机 #、$ %、3、普通
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
处理的优点,因此对软材料和硬材料均有很好的实 金工具钢均有良好的切削效果,尤其是在高速、高
!*———接触系数 . 见表% 3
!!———载荷系数 . 见表) 3
(———每分钟运动的行程数
)———滑块运动行程,/
表= 等效系数
:67 :7 :7; . :7< 3
67
97
$> 0 %3" $> 0 %4" $> 0 %3" $> 0 %4"
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(# - (" - / ’ &, 0 * )# ( / ’ %. 0 + (
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’ * ( 六滑块工作台载荷计算 六滑块工作台载
荷 情 况 如 图 * 所 示 。依 照 四 滑 块 工 作 台 载 荷 计 算 的
类似方法,得出六滑块工作台的载荷计算公式:
"%4 "()’ " 5 )’
!! " # "$ % "$ % # &$ ’ &$ ’ # ($ %
一般情况下,产品样本中给出的基本额定载荷
是径向额定载荷,反径向及横向额定载荷可按表 * 求得。当导轨同时受到 $’ 与 %’ 两个方向的载荷时,
其寿命计算中的基本额定动载荷仍取径向额定动
载荷 #。
表, 各方向额定载荷
工艺装备
精精密密滚滚动动直直线线导导轨轨的的选选择择与与计计算算
# 杨祖孝
摘 要:提出了基于寿命与刚度要求的选型和校核计算方法以及导轨类型、精度与预加载荷选择的参考依据, 为合理选择滚动直线导轨提供了理论依据。
关键词:滚动直线导轨 校核
滚动直线导轨具有摩擦系数小、定位精度高、节 尺寸变动量,精度等级有普通级、高级 ! 3 # 、精密级
##
#
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由式 . ( 3 ,可得到按规定寿命要求的滚动直线
导轨的基本额定动载荷 #:
# ? . !@ + 0 !: !< !* 3 . ,* 0 - 3 " 0 ! . 当 ,* 为 A/ 时 3 或 # ? . !@ + 0 !: !< !* 3 B . )’ (),* 3 0 - C "’( D " 0 !