机械电子学-滑轨介绍

用来支撑和引导运动部件， 按给定的方向做往复直线运 动。拥有比直线轴承更高的 额定负载， 同时可以承担一 定的扭矩，可在高负载的情 况下实现高精度的直线运动。
可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（即滚珠直线导 轨，滚轮直线导轨，圆柱直 线导轨）。按摩擦性质而定， 还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。
线性滑轨受施加作用力矩时,
技术指标
使线性滑轨发生轨道沟槽及
钢珠的永久变形，当永久变 形量达到钢珠直径的万分之 一时。我们称这种作用力矩
为滑座的基本容许静力矩。
而Mx、My、Mz 为在线轨 X、Y、Z 三个轴向的值。
负载作用在轨道沟槽及钢珠
产生的永久变形量达到滚动 体(钢珠)直径的万分之一时的 静止负荷。
性、等高负荷能力的特性表现。透过超高刚性的实现，可大
幅提升加工精度，达到高精度的诉求；由于超重负荷的特性， 进而延长直线导轨的使用寿命。 适用于自动化设备、重型搬运设备、CNC加工机、重切削加 工机、CNC磨床、射出成型机、放电加工机、大型龙门机床、 高刚性与重负荷需求的工作机械。
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国内外品牌
环境保护的知名厂商之一。
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国内外品牌
（1）HIWIN HG系列─滚珠式直线导轨 HG 系列线性滑轨，为四列式单圆弧牙型接触线性滑轨，同 时整合最佳化结构设计之超重负荷精密线性滑轨，相较于其 他的线性滑轨提升了负荷与刚性能力；具有四方向等负载特
色、及自动调心的功能，可吸收安装面的装配误差，得到高
不锈钢材质，具备防锈的特性。 采用哥德型四点接触设计，
可承受各方向负荷，具备刚性强，精度高等特性。 有钢珠保 持器设计，在精度允许下具备互换性。 适用于半导体制造设备、印刷电路板IC组装设备、医疗设备、 机器手臂、精密量测仪器、办公室自动化设备、其它小型直 线滑动装置。
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（5）HIWIN RG系列─滚柱式直线导轨 RG系列以滚柱型滚动体取代了钢珠，为实现超高刚性与超重 负荷能力而设计；透过滚动体与导轨与滑块的线接触方式， 让滚动体在承受高负荷时仅仅形成微量的弹性变形，更藉由 45度的接触角度的设计，让整体直线导轨达到四方向等高刚
优缺点
双轴芯滚轮 直线导轨
单轴芯 直线导轨
1） 制造加工简单 2） 运转平顺，低噪音 3） 承受重负荷时弹性变位量很小而稳定，适合 用于有振动和冲击的部位。
传动原理
线性滑轨的工作原理是什么？
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传动原理
可以理解为是一种滚动导引， 是由钢珠在滑块跟导轨之间 无限滚动循环， 从而使负载 平台沿着导轨轻易的高精度 线性运动，并将摩擦系数降 至平常传统滑动导引的五十 分之一，能轻易地达到很高 的定位精度。
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（7）HIWIN SE系列─金属端盖直线导轨 SE型 产品特征：金属端盖线性滑轨耐高温，其耐热温度 150℃，瞬间温度200℃ 适用于扩散炉、熔接机等半导体制造设备 、热处理设备、 真 空用途（无塑料、橡胶等制品之气体释出）等。
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（8）HIWIN PG系列─精密定位线性滑轨 PG系列整合线性滑轨及编码器于一体，大幅增加空间效益。 兼具线性滑轨高刚性及磁性编码器高精度之优点。内藏式尺 身及感应读头，不易受外力破坏。讯号感应属非接触性，产 品寿命长。可做长距离之量测 (磁性尺身部份可达30m)。量
确定滑块类 型和数量： 常用的滑块 是两种：法 兰型，方形
组合高度类 型：组合高 度类型主要 有2 类：高组 装型和低组 装型 5 6 7 预压等级：预 压等级高的表 示滑块和滑轨 之间的间隙小 或为负间隙， 预压等级低的 反之 8
4
确定 轨长 ：这个 长度是轨的总长， 不是行程。全长 =有效行程+滑块 间距（2个以上 滑块）+滑块长 度×滑块数量+两 端的安全行程
确定精度等级： 一般采用该等 级名称的第一 个字母，如普 通级标 N ，精 密级标P
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技术指标与选型
线性滑轨产品型号
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技术指标与选型
线性滑轨产品型号
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技术指标与选型
线性滑轨产品型号
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技术指标与选型
线性滑轨的选用流程
国内外品牌
国内外有哪些比较好的滑轨品牌与产品？
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技术指标与选型
静安全 系数 (fs)
静安全系数为基本额定静负荷 (C0)与计算线性滑轨最大等效 负载之比率值。此数值反映线性 滑轨使用可靠程度。等效负载是 指线性滑轨珠沟所受的最大应力， 计算等效负载需要求出滑座受垂
技术指标
直向与水平向的负荷，根据珠沟
承载面方向的进行负荷分配，假 如为45度设计的四方向等负载， 则计算的方式为水平力绝对值与
可吸收安装面的装配误差，得到高精度的诉求。加上降低组
合高度及缩短滑块长度，非常适合高速自动化产业机械及空 间要求的小型设备使用。 适用于自动化装置、高速运输设备、精密量测仪器、半导体 设备、木工机械。
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国内外品牌
（4）HIWIN MG 系列-微小型直线导轨 MG系列体积小、轻量化，特别适合小型化设备使用。 滑块、 滑轨材质提供不锈钢及一般钢两种。不锈钢材质之线性滑轨， 包含滑块、滑轨及其它金属配件如钢珠、保持器等，皆使用
国内外品牌
国外品牌
日本THK
1971 年，THK 在东京Meguro-ku 成立，
最初名称为 Toho Seiko Co., Ltd.。 1972 年，THK 成为世界上第一家开发通 过滚动接触实现直线运动的方法的公司， 并开始制造和销售商业化的成果：直线运
德国INA
德国品牌INA，隶属于舍弗勒集团旗下 的德国INA轴承公司，成立于1946年， 总部位于德国的纽伦堡。公司从一成立， 便成为滚针轴承领域的世界领导者，并 很快由原来的滚针轴承领域扩展到广泛 的产品系列。公司产品有： INA滚动轴 承、INA滑动轴承、INA直线导轨系统、
测特性，不因含油、水、粉尘及切削屑之恶劣工作环境而改
变；另对震动、噪音及高温之环境亦可胜任。解析度佳。安 装容易。
未来发展
滑轨未来会朝着哪些方向发展？
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未来发展
直线导轨优点及特点：
1.定位精度高 使用直线导轨作为线性导引时，由于直线导轨的摩擦方式为滚动摩擦，不仅 摩擦系数降低至滑动导引的1/50，动摩擦力与静摩擦力的差距亦变得很小。因此 当床台运行时，不会有打滑的现象发生，可达到um级的定位精度。 2.磨耗少能长时间维持精度 传统的滑动导引，无可避免的会因为油膜逆流作用造成平台运动精度不良， 而 且运动时润滑不充分，导致运行轨道接触面的磨损，严重影响精度。而滚动导引 的磨耗非常小，故机台能够长时间维持精度。 3.适用高速运动且大幅降低机台所需驱动马力 由于直线导轨移动式摩擦力非常小，只需较小动力便能让床台运行，尤其是在 床台的工作方式为经常性往返运动时，更能明显降低机台电力损耗量。且因其摩 擦产生的热较小可适用于高速运行。
动 (LM) 导轨。
INA高精密产品、INA发动机零部件等等。
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国内外品牌
国内品牌
台湾上银
HIWIN是由台湾大银微系统股份有限公司 生产。现如今HIWIN在中国、美国、日本 及欧体等具有工业基础的34个国家，完成 商标注册登记，并且持续推广运用， HIWIN已是世界知名品牌之一。产品系列
台湾PMI
计之同步联结器以提升高速性能之外，并以滚柱型滚动体取
代了滚珠，藉由滚柱与滑轨与滑块的线接触方式，有效减少 滚柱受负载时之弹性变形，不仅能大幅提升线性滑轨的刚性 值，更能在高速运行下维持高精度的加工。 适用于高速、宁静与高刚性需求的产业。
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国内外品牌
（3）HIWIN EG 系列-低组装式线性滑轨 EG系列使用四列钢珠承受负荷设计，使其具备高刚性、高负 荷的特性，同时具备四方向等负载特色、及自动调心的功能，
技术指标与选型
线性滑轨的技术指标有哪些？又该怎么选用？
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技术指标与选型
基本额定静 负荷 (C0)
当线性滑轨于静止或运行中 受到过大的负载冲击,轨道沟 槽及钢珠会发生永久变形， 假设此变形量达到某个程度， 此线性滑轨就无法运行顺畅。 而基本额定静负载(C0)即为
基本容许静力矩 (Mx，My，Mz)
均匀的负荷分布。 因此使用2
个或2个以上滑块，靠紧使用 时，基本额定动负荷(C)与基 本额定静负荷 (C0)必须乘上
接触系数。
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技术指标与选型
硬度系数 (fh)
技术指标
为充分发挥线性滑轨负荷能 力,滚动面的硬度范围最好
在 HRC 58~62。若滚动面的
硬度比HRC 58硬度低时, 基 本额定动负荷与基本额定静 负荷就必须考虑硬度系数(fh)。
精度的诉求。高速度、高负荷、高刚性与高精度化概念已成 为未来全世界工业产品发展的趋势。 适用于机械加工中心、射出机、工具机、冲床、精密加工机、 自动化装置、重型切削机床、运输设备、大理石切割机、量 测仪器、磨床。
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国内外品牌
（2）HIWIN QR系列─静音式滚柱型直线导轨 QR系列直线导轨采用DB(45°-45°)接触系统，能承受上下和 左右方向的负荷，让直线导轨具有超高负载能力。在相同工 作负荷的要求下，QR线轨相较于滚珠型线轨可有较小的体积， 即可均匀承受高负载。QR系列直线导轨除了藉由搭载专利设
滑轨介绍
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目 录CONTENTS
1 2 定义、作用与分类 传动原理 技术指标与选型 国内外主要品牌目 录CONTENTS3 4
5
未来发展
定义、作用与分类
什么是线性滑轨？有什么用途？有哪些线性滑轨？
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定义、作用与分类
定义
作用
分类
金属或其它材料制成的槽或 脊，可承受、固定、引导移 动装置或设备并减少其摩擦 的一种装置。导轨表面上的 纵向槽或脊，用于导引、固 定机器部件、专用设备、仪 器等。
样的运转寿命，额定寿命的 定义:相同条件连续运作其中 90%的线性滑轨不会产生金
以上的线轨不产生金属疲劳
表面剥落现象时，则此实验 荷重为此线性滑轨在额定寿 命50km时基本动额定负荷。
属疲劳表面剥落，线性滑轨
所能行走总距离。
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技术指标与选型
接触系数 (fc)
技术指标
滑座靠紧使用时,受力矩或安 装精度之影响,通常很难得到
银泰科技股份有限公司(PMI)创立於1990年， 专业从事精密级与精密转造级滚珠螺杆的研 发与制造，已获得ISO9001国际品质认证以 及ISO14001环保认证，2009/5通过BSI认 证公司评审OHSAS-18001认证成功，为全
包括：HG、EG、MGN/MGW、RG、Q1
等。（性价比较高）
世界少数能够生产JISC0级滚珠螺杆和兼顾
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定义、作用与分类
方形滚珠 直线导轨
1
双轴芯滚轮 直线导轨
2
单轴芯 直线导轨
3
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定义、作用与分类
方形滚珠 直线导轨
1） 定位精度高 2） 磨耗少能长时间维持精度 3） 摩擦产生的热较小，可适用于高速运行 4） 具有互换性，可分别更换滑块或导轨 5） 可同时承受上下左右方向的负荷
1） 重复精度误差在3微米以内 2） 偏心螺母设计易调节、且具有防松功能 3） 以低于滚珠导轨的价格得到同等的精度与质量
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技术指标与选型
寿命的计算
技术指标
根据【国家标准】JBT 7175.1-2011、 JB/T7175.2-2006、JB/T7175.5-2015 直线运动系统的额定寿命（L）可根据 基本动额定载荷（C）和负荷载重（P）， 按下式进行计算：
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技术指标与选型
线性滑轨选型
确定轨宽： 轨宽指滑轨 的宽度。轨 宽是决定其 负载大小的 关键因素之 一 1 2 3
（6）HIWIN WE系列─四列式宽轨线性滑轨 WE系列採用四列式钢珠承受负荷及45度接触角度的设计， 具备四方向等负载特色及自动调心的功能，可吸收安装面的
组装误差，达到高精度的诉求。同时，增大滑轨宽度及降低
组合高度，实现超高扭转阻抗，在工作环境有空间需求限制 时或超高扭矩负荷下，可採用单轴的方式使用。 适用于精密量测仪器设备、半导体设备、塑料瓶拉吹设备、 单轴机器人机械手臂、自动化设备、运输设备、可单轴承受 力矩的设备等。
垂直力绝对值的相加。
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技术指标与选型
额定寿命(L)
基本额定 动负荷 (C)
基本额定动负荷的定义，假
技术指标
线性滑轨为量产产品，即使 制程与原料相同，在同条件
设一批相同规格与同样使用
条件的线性滑轨，将额定寿
命定为50km，这一批线性滑 轨在大小方向不变的实验荷 重下运行50km而能有90%
运作的滑轨的也不一定有同