滚动导轨副ppt样本.ppt

滚动直线导轨副作为一种滚动直线导向部件 藉由滚动体在滑块与导轨之间作无限滚动循环 负载平台能沿着导轨轻易地以高精度作直线运动 拥有着大承载 高精度 高速度 低磨损及可靠性等优良特性 使其现已成为各种机床 精密电子机械中不可缺少的一种重要功能部件 本幻灯片重点介绍了HTPM公司专业化生产滚动直线导轨副的结构 特点 尺寸系列 精度等级 编号规格 安装组合形式与安装方法 选型设计计算以及使用注意事项等 供用户选用时参考 导向精度导向精度是滚动直线导轨副最基本的性能指标 移动部件沿导轨运动时 不论有无载荷 都应保证移动轨迹的直线性及定位的准确性 这是保证机床运行情况良好的关键 各种设备对导轨副本身的平面度 垂直度及等高等距的要求都有规定或标准 耐磨性导轨的磨损是滚动直线导轨副的主要失效形式 将影响到机床稳定的几何精度和使用寿命 因此耐磨性是衡量滚动直线导轨副的主要性能指标之一 一 概述 刚度和承载能力要求滚动直线导轨副在额定的载荷下能够保证变形不超过一定的限度 特别是应用在重切削机床上时 要求承载能力高 摩擦特性对定位精度高的精密设备而言 要求动静摩擦力变化较小 消除进给的爬行现象 工艺性滚动直线导轨副要便于装配 调整 防尘 润滑和维修保养 国内外目前主要使用的三种类型导轨 其基本性能比较如下表 二 HTPM滚动直线导轨副的系列与分类 采用左右各1列滚道的精巧设计 体积小 轻量化 沟槽设计为哥特式结构 其接触角均为45度 因而上下左右四个方向都具有均等的刚性和负载能力 LMW系列由于导轨幅度宽 在横向扭矩方面具有高刚性 半导体制造设备 印刷电路板IC组装设备 医疗设备 机械手臂 精密测量仪器 光学平台 采用DF结构 对安装误差的吸收能力大 将滚珠和沟槽之间的接触角度设定为45度 使上下左右四方向负载的承受能力均匀 并且各方向都具有足够的刚性 1 整体结构右图 导轨采用优质合金钢制成 定位侧面和滚道同时磨削 保证了滚道精确的几何形状 以及滚道与安装定位面之间的精确的尺寸精度 保持架能防止钢球散落 返向器一般用工程材料制成并引导钢球反向形成连续的循环运动 密封端盖和密封底片是防尘的必要部件 导轨副的润滑通过注油杯注入润滑剂来进行 三 结构 2 过渡曲线的设计HTPM公司经过仿真计算和试验 在滑块滚道两端设置过渡区 降低了钢球通过时产生的高频振动 因而提高了导轨副的运动精度 并且我公司在研究实验中证实 如下图所示 在 过渡区 未设置之前 动摩擦力冲击的幅值为0 4kgf 设置后为0 1kgf 从而提高了滑块的运动精度 滚动直线导轨副的工作原理和滚动轴承原理相似 钢球均是在圆弧滚道上 在一定负荷下作连续的滚动运动 因此 滚动直线导轨副也具有和滚动轴承相似的多种损坏形式 如接触疲劳磨损 腐蚀 过热 精度降低 振动等 其中许多属于选型 应用或维护不当 有的损坏形式 如接触疲劳 则属于不可能完全避免的 一般认为 若安装正确 润滑适宜且无有害介质的进入和高温的影响 负荷适中 则滚动直线导轨副的破坏形式主要是反复压缩应力引起的滚动表面层的疲劳剥落 即接触疲劳 样本尺寸表的额定动 静载荷按国际标准ISO14728 1 14728 2中公式计算得出 四 额定动 静载荷 1 额定动载荷C一批相同构造和尺寸的导轨组件在相同条件下运行 其中90 导轨的寿命能达到或超过特定行走距离时所能承受的载荷 2 额定静载荷C0滚动体与滚道最大接触应力处的总塑性变形量等于滚动体直径万分之一时的静负荷值 1 润滑方式与滑动导轨相比 滚动直线导轨副需油量少且给油周期长 但是 如果在无润滑状态时使用 滚动接触部位的磨损将增加 寿命将减少 因此必须有适当的润滑方式 在一般速度下不存在导轨发热的问题 因此也不必强制给油 通常使用锂皂润滑脂 2号 及透平油ISOVG32 68 尽量使用粘度高的润滑油 HTPM公司的导轨副在滑块中预先装有润滑脂 润滑脂一般每运行100km的距离补充一次或者根据具体情况调整润滑次数 在有诸如污染 振动 冲撞等外界影响时 相应地缩短润滑周期 五 润滑及防尘设计 润滑脂注入滑块后 由于密封端盖及密封底片的影响 滑块运行时仍存在一定的摩擦阻力 在进行集中润滑时 取下油嘴 装上专用管接头 管接头的尺寸如图1 客户可在订货时指定润滑接头的形式 2 防尘措施当滑块以速度V运动时 在滑块运动方向的后方将形成负压区域 这样将吸入尘埃 吸入的尘埃积聚在导轨的固定螺钉内以及导轨面上 使滚动直线导轨的使用寿命急剧下降 为了保证其使用寿命 必须采取适当的防尘措施 1 采用密封端盖和密封底片 以防止尘埃 杂物进入滑块内部 如图2所示 图2 2 为了防止杂物聚集在导轨固定螺钉孔穴而混入滑块之中 用螺孔帽将其封闭 使安装孔面与导轨顶面成一平面 就可防止杂物的混入 螺孔帽安装方法如图3所示 通过一个扁平夹具 用塑料锤一点一点地敲入 直到与导轨顶面成一平面为止 专用螺孔帽的材料选用耐油及耐磨损的塑料 以保证充分的使用寿命 图3 3 采用防护罩措施 HTPM公司将推荐使用两种防护罩 折叠式防护罩和伸缩板式防护罩 A 折叠式防护罩俗称 皮老虎 这种防护罩伸缩率大 防尘效果好 使用十分广泛 一般用耐油 耐湿 耐寒的氯丁橡胶或人造革 塑料制成 对于特殊用途如耐酸 耐碱时采用特殊材料制造 B 伸缩板式防护罩由厚度为0 5 0 6mm的钢板制成 表面经氧化处理 由若干节组成 两节间留有一定间隙 保证伸缩自如 各节之间的间隙为0 05mm 此种防护罩结构紧凑 防尘效果较好 但成本较高 4 防护带板 防护带板主要用于封堵导轨的安装孔 使导轨表面光滑平整 不能积聚异物 提高密封效果 防护带板安装方法请参考文件 安装防护带板技术要求 如图4所示 图4 5 内部密封 内部密封是当滑块两端密封端盖不能充分阻挡异物 以致有少部分进入滑块内部时 防止这些异物进入滚道 影响导轨副使用寿命 LGR45 100型号采用内部密封垫片形式 LGS25 LGS30型号采用内部密封条形式 备注 LGS25 LGS30如采用防护带板形式必须采用安装内部密封条 内部密封条 密封底片 1 组合形式导轨副常用的组合形式见图5 也可以将滑块作为一个基座 如图6 将导轨放在工作台下方 另外 导轨副还能进行其它几种形式的安装 见图7 六 导轨副的安装 2 安装基面的精度要求HTSD导轨副由于承载钢球多 对误差有均化作用 导轨的弹性变形又能降低安装面的误差 多个滑块对误差也有均化作用 安装在导轨上的运动件的运动误差将减小到安装基面误差的1 2 1 5 所以 一般情况下安装面无须磨削加工 采用精刨或精铣加工即可 若要求导轨副安装后能达到很高精度时 安装面也必须有较高的精度 安装误差对摩擦阻力和导轨副的寿命都有一定影响 见图8和图9 安装误差较大时 会造成动摩擦力增大 寿命降低 在通常情况下 安装误差如果控制在下表给出的许容误差范围内 可以保证小而稳定的摩擦力和长的使用寿命 安装基面平行度误差许容值单位 m LG LM LGS系列参照下表 安装基面平行误差许容值单位 m LGR系列参照下表 3 安装方法在同一平面内平行安装两副导轨时 如果振动和冲击较大 精度要求较高 那么两条导轨侧面都应定位 如下图 否则 只需一条导轨侧面定位 另一条不需要定位 1 安装基面的台阶高度及倒角大小如下图 安装基面的台肩高度尺寸H H 与倒角尺寸r应根据相应的导轨和滑块有关尺寸决定 HTPM推荐取值如下表所示 2 导轨与滑块基准的识别如下图所示 通过导轨底面的标志槽和滑块侧面的退刀槽识别安装基准侧面 在基准侧面相反的一侧刻有出厂标记 序号月份 年份 在两根导轨配对使用时 基准导轨在出厂标记后加 J 以作识别 注 安装时 请认准基准面按规定安装 3 导轨的安装首先 使用油石将机床基准面的毛刺及微小凸出部位擦去 修直 并用布擦干净 然后用挥发性液体擦干净 导轨上的防锈油也要先清洗干净 导轨的侧基面 基准导轨必须用侧基准面 靠上定位台阶侧基准B面后 用螺钉预固定在床身基准A面上 拧紧力不要太大 使导轨底面与基准面紧密接合即可 导轨的侧面与基准B面的压紧方法如右图所示 用压板将导轨压紧 使导轨的侧面与安装基准B面紧密接合 上述工作完成后 按右下表中的参考值 用力矩扳手逐个拧紧导轨的安装螺钉 从中间开始按交叉顺序向两端拧紧 螺栓拧紧力矩值 N m 螺栓材质 铬钼钢材 双导轨定位时 两条导轨都应按上述方法安装 当采用单导轨定位方式时 其中一条导轨的侧面将不定位 此时应按右图所示的方法进行校调 首先用夹具将两滑块连接起来 夹具上方放置千分表 千分表测头接触非基准导轨的侧面 移动千分表 根据读数调整非基准导轨 然后用力矩扳手拧紧安装螺钉 但上述方法仅适用于两根导轨跨距较小时的情况 跨距较大时会因表架刚性不足而影响测量精度 因此对于跨距较大的场合 HTPM公司建议用户先把工作台安装固定在基准导轨的滑块上 非基准导轨两个滑块则用安装螺钉轻轻与工作台连接 在工作台上放置千分表架 将测头接触非基准侧导轨的侧基面 根据千分表移动中的读数 调整非基准侧导轨 然后再用力矩扳手逐个拧紧导轨的安装螺钉 4 滑块和工作台的安装固定上述工作完毕后 将滑块按预定间隔定位 将工作台轻轻放在滑块上 工作台安装孔对准滑块顶面安装螺孔 用安装螺钉预固定滑块 压紧装置 使基准滑块基准侧面贴紧工作台的基准侧面 并按对角线顺序 逐个拧紧滑块上安装螺钉 安装完毕后 检查其行程内运行是否轻便 灵活 无阻滞现象 摩擦力在全行程内是否变化较大 当机械受到振动与冲击 导轨或滑块可能偏离原来位置时 推荐采用下图所示的各种固定方法 4 拼接导轨的接头标记和组合如所需的长度超过HTPM能制作的最大长度时 可采用把两根或以上的导轨拼接起来的方法 用户安装时 须根据导轨顶面上所标的接头标记来进行安装 接头处的导轨安装孔距如下图所示为F 为避免滑块通过接头时的精度变化 建议将两根导轨各自的接头处错开 拼接导轨的安装的具体情况请向HTPM公司咨询 安装导轨副过程中 用户可能需要将滑块拆离导轨 为防止杂质异物进入滑块内 并令滑块重新顺畅地滑入导轨 HTPM公司可应用户要求提供 假导轨 用户使用 假导轨 的方法是 将其对准已安装的导轨的轴线方向 滑块可以顺畅地推到导轨上或推出至 假导轨 上 当需要将滑块放置较长时间时 应将 假导轨 两端用胶带或挡块使滑块不致脱落 滚动直线导轨副安装过程中的测量数据应作为本机床的技术文件保存 滑块端部的端盖是塑料的 安装时请不要用硬或尖锐的工具锤击 在安装后试运行时 不要让任何物体超速对其撞击 如果端盖破裂 钢球会弹出 滑块会从导轨上掉下 可使用导轨副编号进行订货 首次订货时可按 订货选用需求表 详细说明 其编号规则及含义如下 七 订货编号说明 注 表示同一平面内2根导轨配合使用 表示同一平面内3根导轨配合使用 以此类推 若不配合使用可以不标 用户订货注意事项 订货时请写明型号规格和主要参数 例 规格LG25 滑块安装孔为通孔 每根导轨上使用两个滑块 中等预加负荷 在同一平面上使用两根导轨 其中一根为基准导轨 每根导轨长度760 精度等级D级 要写成 HTSD LG25FAP22X760D J 2根