滚动直线导轨的寿命
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硬轨指的是导轨和床身是一体的铸造件,然后在那基础上加工出导轨,即床身上铸造出导轨的形状,再通过淬火、磨削后加工成的导轨,也有床身和导轨不一定一体的,比如镶钢导轨,就是加工后钉接在床身上的。
线轨通常指滚动导轨,就是现在机床行业经常用到的线性模组中用到的那种,我们通常称这类元件为“直线导轨”,像日本的THK,台湾的鼎耀(AMT)就专门生产这个。
直线导轨本身分两部分:滑轨和滑块。
滑块内有内循环的滚珠或滚柱,滑轨的长度可以定制。
它是一种模块化的元件,是有专门厂家生产的标准化系列化的单独的产品,可以安装在机床上,磨损后可以拆卸下来更换。
据我查到的一些前辈讲(回答者:shjiangning - 魔法师四级)硬轨和线轨是台湾机床业的叫法,不是标准名称,在机械手册上是查不到。
加工中心是硬轨的好还是线轨的好?(以下是引用其他论坛的说法)看你做什么了,硬轨刚性好,线规速度快,总的来说硬轨的好而且价格贵一些加工中心多用直线滚动导轨,应为它运动速度快,而且滚动阻力小,没有爬行现象,润滑也方便。
长时间用后,精度损失较小。
镶钢(有的贴塑)导轨,在重载的情况下用的较多。
特别是,润滑对它是个很重要的事情。
但是导轨磨损后,要调整也很麻烦。
看你的需要了!现在是线轨的用的比较多,但线轨的宽度是有区别的机床的设计不同就有不同的配置了!但高档机使用硬轨还是比较多的了!原帖由Michael-Wu 于2007-3-29 08:47 发表加工中心多用直线滚动导轨,应为它运动速度快,而且滚动阻力小,没有爬行现象,润滑也方便。
长时间用后,精度损失较小。
镶钢(有的贴塑)导轨,在重载的情况下用的较多。
特别是,润滑对它是个很重要的事情。
导 ... 这个情况不能这么肯定的了!高档的进口机使用硬轨还是比较多的。
而国产的正规品牌的加工中心使用硬轨也是比较多的。
好的硬轨磨损还是不大的,而且运动速度也不慢!各有千秋[quote]原帖由HURCOBMC 于2007-3-29 09:28 发表这个情况不能这么肯定的了!高档的进口机使用硬轨还是比较多的。
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494012GGB20BAL2P -⨯ [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022GGB20AAL 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。
滚动导轨副的计算、选择根据给定的工作载荷F z 和估算的W x 和W y 计算导轨的静安全系数f SL =C 0/P ,式中:C 0为导轨的基本静额定载荷,kN ;工作载荷P=0.5(F z +W); f SL =1.0~3.0(一般运行状况),3.0~5.0(运动时受冲击、振动)。
根据计算结果查有关资料初选导轨:因系统受中等冲击,因此取 4.0sL f =,,,0.5()O SL X YX Y Z X Y C f P P F W ==+x Z X Y Z Y OX SL X OY SL Y P =0.5(F +W )=0.5(2000+671.58)=1335.79N P =0.5(F +W )=0.5(2000+655.2)=1327.6N C =f P =41335.79=5343.16N C =f P =41327.6=5310.4N⨯⨯根据计算额定静载荷初选导轨:选择汉机江机床厂HJG-D 系列滚动直线导轨,其型号为:HJG-D25导轨的额定动载荷17500a C =N依据使用速度v (m/min )和初选导轨的基本动额定载荷a C (kN)验算导轨的工作寿命L n :额定行程长度寿命:()H T C a W f f f C S f FT K =20004500MF M F ===1,2,0.81,1,50oT W C H R d f f f f K ======33110.81175002500()50()142409.58H T Ca Wf f f C S f FT K km ⨯⨯===导轨的额定工作时间寿命:3102S o T H l n T ⨯=33102142409.58104944771500020.6460S o T H l nT h T h ⨯⨯===>=⨯⨯⨯导轨的工作寿命足够.。
HIWIN直线导轨HG系列HIWIN直线导轨系为一种滚动导引,借由钢珠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线性运动。
与传统的滑动导引相比较,滚动导引的摩擦系数可降低至原来的1/50,由于启动的摩擦力大大减少,相对的较少无效运动发生,故能轻易达到μm级进给及定位。
再加上滑块与导轨间的束制单元设计,使得直线导轨可同时承受上下左右等各方向的负荷,上述陈列特点并非传统滑动导引所能比拟,因此机台若能派和滚珠螺杆,使用直线导轨作导引,必能大幅提高设备精度与机械效能。
HIWIN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μm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,无可避免的会因油腻逆流作用造成平台运动精度不良,且因运动时润滑不充分,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时摩擦力非常小,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行时,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。
4.可同时承受上下左右方向的负荷由于直线导轨特殊的束制结构设计,可同时承受上下左右方向的负荷,不像滑动导引在平行接触面方向可承受的侧向负荷较轻,易造成机台运行精度不良。
5.组装容易并具互换性组装时只要铣削或研磨床台上导轨之装配面,并依建议之步骤将导轨、滑块分别以特定扭力固定于机台上,即能重现加工时的高精密度。
传统的滑动导引,则须对运行轨道加以铲花,既费事又费时,且一旦机台精度不良,又必须再铲花一次。
直线导轨具有互换性,可分别更换滑块或导轨甚至是直线导轨组,机台即可重新获得高精密度的导引。
一、导轨的设计与选择。
1、对导轨的要求1)导轨精度高导轨精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线和它与有关基面之间的相互位置的准确性。
无论在空载或切削工件时导轨都应有足够的导轨精度,这是对导轨的基本要求。
2)耐磨性能好导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中保持一定导向精度的能力。
因导轨在工作过程中难免磨损,所以应力求减少磨损量,并在磨损后能自动补偿或便于调整。
3)足够的刚度导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置,因此要求轨道应有足够的刚度。
4)低速运动平稳性要使导轨的摩擦阻力小,运动轻便,低速运动时无爬行现象。
5)结构简单、工艺性好导轨的制造和维修要方便,在使用时便于调整和维护。
2、对导轨的技术要求1)导轨的精度要求滑动导轨,不管是V-平型还是平-平型,导轨面的平面度通常取0.01〜0.015mm,长度方面的直线度通常取0.005〜0.01mm;侧导向面的直线度取0.01~0.015mm, 侧导向面之间的平行度取0.01〜0.015mm,侧导向面对导轨地面的垂直度取0.005〜0.01mm。
2)导轨的热处理数控机床的开动率普遍都很高,这就要求导轨具有较高的耐磨性,以提高其精度保持性。
为此,导轨大多需要淬火处理。
导轨淬火的方式有中频淬火、超音频淬火、火焰淬火等,其中用的较多的是前两种方式。
二、导轨的种类和特点导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆运动导轨;按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨;按接触面的摩擦性质可分为滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等三大类。
1)滑动导轨:是一种做滑动摩擦的普通导轨。
滑动导轨的优点是结构简单,使用维护方便,缺点是未形成完全液体摩擦时低速易爬行,磨损大,寿命短,运动精度不稳定。
滑动导轨一般用于普通机床和冶金设备上。
2)滚动导轨的特点是:摩擦阻力小,运动轻便灵活;磨损小,能长期保持精度;动、静摩擦系数差别小,低速时不易出现"爬行"现象,故运动均匀平稳。
直线导轨的使用环境及使用寿命标准直线导轨的使用环境及使用寿命标准一、引言直线导轨是一种常见的机械传动部件,它被广泛应用于各种工业设备中,提供高精度的线性运动和稳定的支撑。
了解直线导轨的使用环境和使用寿命标准对于选择合适的导轨以及保证其性能和可靠性至关重要。
本文将深入探讨直线导轨的使用环境和使用寿命标准,以帮助读者更好地理解和应用这一重要的机械元件。
二、直线导轨的使用环境直线导轨的使用环境是指导轨在实际工作中所处的物理环境条件。
它包括以下几个方面:1. 温度条件直线导轨在工作过程中会受到温度的影响,温度过高或过低都会对导轨的性能和寿命产生影响。
一般来说,导轨的温度范围应在-10℃至80℃之间。
2. 湿度条件湿度是导轨另一个重要的环境因素。
高湿度环境下,导轨表面容易受到腐蚀,降低了导轨的使用寿命。
在工作环境湿度较高的情况下,我们需要选择耐腐蚀的导轨材料或采取防腐措施。
3. 噪音和振动在某些工作环境下,如机床加工场所,噪音和振动是普遍存在的。
长期暴露在高噪音和剧烈振动的环境下会导致导轨的损坏和磨损,在选型时需考虑导轨的抗振性和减噪性能。
4. 尘埃和异物在某些工作环境中,如木工车间、焊接车间等,存在大量的尘埃和异物。
这些尘埃和异物容易进入导轨内部,导致导轨卡阻、磨损和损坏。
应该采取有效的封闭措施,减少尘埃和异物对导轨的影响。
三、直线导轨的使用寿命标准1. 等效动载荷等效动载荷是一个重要的参数,用于描述导轨在给定速度下的负荷能力。
一般来说,等效动载荷应小于导轨的额定动载荷,以保证导轨的正常工作寿命。
2. 等效动摩擦力直线导轨在工作中会产生摩擦力,摩擦力过大可能导致导轨温升过高,影响导轨的使用寿命。
应该选择合适的导轨和导轨衬套,并保持其良好的润滑状态,以降低摩擦力。
3. 使用寿命使用寿命是指导轨在特定使用条件下的可靠工作时间。
根据国际标准,导轨的使用寿命一般指在额定载荷、额定速度和额定行程条件下的寿命。
使用寿命可以通过计算或实验的方法得到。
直线导轨寿命计算公式直线导轨是机械设备中常用的一种传动装置。
它由导轨和导轨滑块组成,可以实现机械设备的线性运动。
在长期使用过程中,直线导轨会因为磨损而导致寿命减少,因此了解寿命的计算方法对于设备的维护和维修非常重要。
直线导轨的寿命与滑块的滑动距离有关,滑块滑动距离越大,寿命就越短。
根据经验公式,直线导轨的寿命与滑块滑动距离的平方成反比,即寿命正比于滑块滑动距离的平方的倒数。
具体的计算公式如下:寿命 = K / (S^2)其中,寿命表示直线导轨的使用寿命,单位为小时;K是一个常数,代表直线导轨的寿命系数;S表示滑块滑动距离,单位为米。
在实际应用中,我们需要根据具体的机械设备和直线导轨的参数来确定寿命系数K的值。
K的大小取决于导轨和滑块的材料、润滑方式、使用环境等因素。
通常情况下,K的值会根据设备的使用要求和厂家的建议进行确定。
为了更好地理解直线导轨寿命的计算方法,我们举一个具体的例子来说明。
假设某台机械设备的直线导轨的滑块滑动距离为0.5米,寿命系数K为1000,那么根据上述计算公式,可以得到寿命的计算结果:寿命 = 1000 / (0.5^2) = 4000小时这意味着在正常使用条件下,该直线导轨的寿命为4000小时。
为了延长直线导轨的使用寿命,我们可以采取以下措施:1.选择合适的导轨和滑块材料。
不同的材料具有不同的耐磨性和耐腐蚀性能,选择适合的材料可以减少磨损和腐蚀,延长使用寿命。
2.合理选择润滑方式。
润滑可以减少摩擦和磨损,选择适合的润滑方式可以提高导轨的使用寿命。
3.定期检查和维护。
定期检查导轨的磨损情况,及时更换磨损严重的部件,进行润滑和清洁,可以延长导轨的使用寿命。
4.避免超负荷运行。
超负荷运行会增加导轨的磨损和损坏的风险,避免超负荷运行可以延长使用寿命。
直线导轨的寿命计算公式为寿命= K / (S^2),其中K是寿命系数,S是滑块的滑动距离。
了解寿命的计算方法对于设备的维护和维修非常重要,可以帮助我们延长直线导轨的使用寿命,提高设备的运行效率。
导轨寿命计算公式
选用直线导轨时,直线导轨的寿命是我们选择的重要因素,那么如何计算导轨的寿命呢?专业人士教您如何计算寿命时间:
一、推演寿命时间:
公式(A)计算小时
Ln:导轨寿命时间。
(h)
L:导轨额定寿命(km)
Ls:导轨行程长度。
(mm)
N1:导轨每分钟往返次数。
(min-1)
二、公式(B)计算年
Ly: 导轨寿命时间。
(year)
L: 导轨额定寿命(km)
Ls: 导轨行程长度。
(mm)
N1: 导轨每分钟往返次数。
(min-1)
M: 导轨每小时运作分钟数。
(min/hr)
H: 导轨每日运作小时数。
(hr/day)
D: 导轨每年运作工作日数。
(day/year)
范例 1:有一工作母机使用线性滑轨,计算之额定寿命为 45000km,求使用寿命(hr)
已知:
Ls:行程长度 = 3000mm。
(mm)
N1:每分钟往返次数 4次。
(min-1)
范例 2:有一工作母机使用线性滑轨,计算之额定寿命为 70939km,求使用寿命(year)
已知:
Ls:行程长度:为 4000mm。
(mm)
N1:每分钟往返次数为 5次。
(min-1) M:每小时运作 60分钟。
(min/hr)
H:每日运作 24小时。
(hr/day)
D:每年运作工作日数 360日。
(day/year) 标签:直线导轨| 直线往复导轨。
直线导轨的使用寿命取决于导轨的制造质量、构造、材料、热处理。
1.支撑板:型支撑板结构简单,工件接触。
制造容易,但孔变切屑不易清除,故适用于侧面及顶面定位,型因开有斜槽,容易清除切屑,易保证工作面清洁,故适用于底面定位。
2.支撑钉:一般一个支撑钉只限制一个自由度。
一个毛坯平面只能用三个球头支撑钉定位,以保证接触点确定,则可用三个或更多的平头支承钉定位,使其定位稳定。
若工件是以加工过的平面为定位准。
但必需保证这几个平头支承钉的定位工作面位于同一平面内,否则,就会使各支承钉不能全部与造成定位不稳定。
3.可调支撑:支撑点位置直线导轨选型方法和参数考量之确定轨宽,能更加精确的保证上银导轨在使用过程中的平行,增加其耐磨性!
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第一章绪论●机电一体化是指机械装置和电子设备适当地组合起来,构成机械产品或机电一体与机信一体的新趋势。
●机电一体化是把机械学和电子学有机地结合起来,提供更加优越技术的一种技术。
●机电一体化乃是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
机电一体化的目的是使产品具有多功能、高效率、高智能、高可靠性,同时又能节省材料、省能源,使产品向轻、薄、细、小、巧的方向发展,以不断满足人们生活的多样化要求和生产的省力化,自动化需求。
机电一体化基本结构要素:1.机械本体包括机身、框架机械联接等在内的产品支持结构属于基础部分,实现产品的构造功能。
2.动力源向系统提供能量,并将输入的能量转换成需要的形式,实现动力功能。
3.检测与传感装置包括各种传感器及其信号检测路,用于对产品运行时的内部状态和外部环境进行检测,提供运行控制所需的各种信息,实现计测功能。
4.控制与信息处理装置主要是指由计算机及其相应硬、软件所构成的控制系统。
5.执行机构包括机械传动与操作机构,在控制信息作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。
是机电一体化产品中最重要的组成要素之一。
机电一体化产品可划分为功能附加型、功能替代型和机电融合型三类。
1.功能附加型产品:主要特征是在原有机械产品基础上,采用微电子技术,使产品功能增加和增强,性能得到适当的提高。
经济型数控机床、电子秤、数显量具、全自动洗衣机等都属于这一类机电一体化产品。
2.功能替代型产品:主要特征是采用电子技术及装置取代原产品中的机械控制功能、信息处理功能或主功能,使产品结构简化,性能提高。
柔性增加,如电子缝纫机、自动照相机等用微电于装置取代了原来复杂的机械控制机构;线切割加工机床、激光手术器等则用因微电子技术的应用而产生的新功能,取代了原来机械的主功能。
3.机电融合型产品:主要特征是根据产品的功能和性能要求及技术规范,采用专门设计的或具有特定用途的集成电路来实现产品中的控制和信息处理等功能,因而使产品结构更加紧凑、设计更灵活、成本进一步降低。
直线滚动导轨的寿命
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。
对于使用钢珠的直线滚动导轨,额定寿命L为:
(1)
对于使用滚柱的直线滚动导轨,额定寿命为:
式中L:额定寿命.km;
C:基本额定动负荷,kN;
P C:计算负荷,LN;
f H:硬度系数;
f T:温度系数;
f C:接触系数,
f W:负荷系数。
由上述两式可以看出,直线滚动导轨的额定寿命受硬度系数f H、温度系数f T、接触系数f C、负荷系数f W的直接影响。
2.1 硬度系数
为了充分发挥直线滚动导轨的优良性能,与钢珠或滚柱相接触的导轨表面从表面到适当的深度应具有HRC58~64的硬度。
如果因某种原因达不到所要求的硬度,会导致寿命缩短。
计算时要将基本额定动负荷C乘以硬度系数f H。
f H与导轨表面的硬度关系见图1所示。
2.2 温度系数f T
直线滚动导轨的工作温度超过100℃时,导轨表面的硬度就会下降,与在常温下使用相比,寿命会缩短,计算时要将基本额定动负荷C乘以温度系数f T,见图2所示。
同时,在高温下运行时,还应考虑材料产生的尺寸改变及润滑方式的不同。
2.5 接触系数
大多数情况下,为实现直线运动,至少要在导轨上安装两个以上的滚动滑块。
然而施加在各个滑块上的负荷受安装精度和滑块自身精度的影响,不一定象计算值那么完全均等。
因此,进行寿命计算时应将基本额定动负荷C乘以表1所示的接触系数f C。
2.4 负荷系数f W
在计算作用于直线滚动导轨上负荷时,必须正确地计算出因物体重量而产生的负荷,包括因运动速度变化而产生的惯性负荷和由于悬重部分而造成的力矩负荷。
另外,机床在作往复运动时,常常伴随着振动和冲击,特别是在高速运动时产生的振动及正常工作时因反复起动、停止等操作而产生的冲击等,往往很难正确地计算出来。
因此,进行寿命计算时应将基本额定动负荷C乘以表2所示经验负荷系数f w。