导轨的结构设计说明
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直线导轨副的结构形式
直线导轨副是一种常见的机械传动装置,它由导轨和滑块组成。
导轨是一条长条状的金属轨道,通常由铝合金或钢制成。
滑块则是与导轨相匹配的金属块,它可以在导轨上做直线运动。
导轨的结构形式多种多样,最常见的是T型导轨和V型导轨。
T型导轨的截面形状呈T字形,其上有一条凸起的槽,滑块的底部有一条凹槽与之相配。
这种结构可以使滑块在导轨上稳定地运动,并且具有较高的承载能力。
V型导轨的截面形状呈V字形,它可以使滑块在导轨上做滚动运动,减小摩擦力,提高运动的平稳性。
滑块通常采用滚动轴承或滑动轴承与导轨相配合。
滚动轴承由外圈、滚动体和内圈组成,它可以使滑块在导轨上做滚动运动,具有较高的精度和承载能力。
滑动轴承由滑动表面和滑动座组成,它可以使滑块在导轨上做滑动运动,具有较好的耐磨性和减震性。
直线导轨副具有结构简单、运动平稳、精度高等优点,广泛应用于数控机床、自动化设备、精密仪器等领域。
它可以实现工件的精确定位和运动控制,提高生产效率和产品质量。
总结起来,直线导轨副是一种由导轨和滑块组成的机械传动装置,它具有结构简单、运动平稳、精度高等特点。
它在工业生产和科学研究中具有重要的应用价值,为人们的生产和生活带来了便利。
机械设计之导轨的结构布局设计我采用的说明图纸,是我以前做过的产品的设计图纸,在设计结构上肯定是比较个人风格一些的,可能和很多这一行的设计工程师有不一样的地方,或者你们有更好的实现的结构和布局,比我的现在采用的结构更优化,更具推广和实用意义,所以对一些带有个人化特点的介绍,只供大家做一个设计方面的参考,我并没有规定说,以后这个类型的直线导轨一定要采用我的这种结构布局,在这里我只是给大家理顺一个思路,并把我以前在设计过程中,制造过程中,装配过程中,调试过程中,售后过程中所遇到的一些经验和教训呈现给大家,希望大家以后在你的职业生涯中尽量少走弯路,少交点学费,少碰点钉子。
这是一台立式加工中心的光机图纸,其中紫色线条部分就该加工中心的X、Y、Z 三相直线导轨的布置位置,他们的功能就是实现该加工中心X、Y、Z三个方向的传动。
其中X、Y两个方向是水平放置的,而Z向是垂直放置的,这个在直线导轨选型的时候,是需要和导轨供应商确认好放置方式的,你必须告诉供应商你的导轨是用于什么样的状态,是水平,还是垂直,或者是悬空等,供应商在给你做定型推荐的时候,他们也会根据你的使用情况来推荐给你最时候的直线导轨。
再上一张图纸,我们从侧面来看一下,这X、Y、Z三个方面的导轨布局是一个什么样的情况。
如果你是一个有相当经验的机械行业从业者,其实你是应该可以根据上面这两个图纸画出这个立式加工中心的大件图纸了,因为无论是改设备的结构,还是外形,这两张图纸都作了很好的呈现,尤其是一些细节也有了相对详细的描述。
以上给你参考的是一个光机装配图,在一些细节上的表述我会在接下来的图纸里给大家介绍。
我们今天抽取这个立式加工中心的底座来给大家介绍,下面还是要上图说话。
以上这张图就是一个底座的直线导轨装配图,紫色的部分就是导轨的装配状态,在设计的过程中,需要注意的是导轨的跨度的选取,即两条导轨之间的距离,这在某种程度上决定了机床加工的刚性和稳定性,也决定了机床精度的稳定性,同时我们还需要考虑一个关键点,那就是润滑油的聚集与回收,因为这种类型的机床,直线导轨和丝杆都是采用润滑站进行定时定点润滑的,所以润滑后的废油如何收集是一个需要考虑的关键点,如果不作这方面的考虑,那机床在正常使用时,润滑油会四处横流,弄脏一地,这也是体现设计能力和工业水准的地方。
直线导轨滚珠丝杠的结构设计与精度提升直线导轨滚珠丝杠是一种常见的传动装置,广泛应用于机床、机械装备制造、自动化设备等领域。
其结构设计和精度提升是保证装置性能和使用寿命的重要因素。
一、直线导轨滚珠丝杠的结构设计直线导轨滚珠丝杠由导轨、滚珠螺杆和螺母组成。
在结构设计方面,需要考虑以下几个要素。
1. 导轨选择:直线导轨的选择对于滚珠丝杠的结构设计至关重要。
常见的导轨有滑动导轨和滚动导轨两种。
滚动导轨具有较低的摩擦系数和较高的刚性,适用于高速、高加载的场景;而滑动导轨摩擦系数较高,适用于低速、低负荷的场景。
根据使用环境和要求,选择合适的导轨类型是结构设计的关键之一。
2. 滚珠螺杆的导程和丝杠直径:滚珠丝杠的导程决定了每转所移动的距离,导程越大则移动距离越大。
而丝杠直径对于滚珠丝杠的刚性和承载能力有直接影响。
在结构设计中,需要根据应用场景的需求和装置的设计参数,选择合适的导程和丝杠直径,以满足力学性能的要求。
3. 螺母与滚珠的设计:螺母是滚珠丝杠的核心部件,直接影响着其运动平稳度和使用寿命。
螺母的设计需要考虑滚珠的数量、分布和尺寸,以及与螺杆的配合工艺等因素。
在结构设计中,要保证螺母与滚珠的配合精度,减少运动摩擦和磨损,提升滚珠丝杠的运动精度和使用寿命。
4. 螺杆的几何形状:螺杆的几何形状也会对滚珠丝杠的性能产生影响。
例如,螺杆的螺纹形状、螺距和螺杆的端部加工等因素,都会影响滚珠丝杠的传动效率和运动平稳度。
在结构设计中,需要根据具体应用要求和装置的使用环境,选择合适的螺杆几何形状和端部加工方式,以提升其性能和使用寿命。
二、直线导轨滚珠丝杠精度的提升直线导轨滚珠丝杠的精度是衡量其性能优劣的重要指标,涉及装置的定位精度、回程精度和稳定性等方面。
精度的提升可以通过以下几个途径实现。
1. 材料选择和热处理:滚珠丝杠的材料选择和热处理工艺对其精度有较大影响。
材料的选择需要考虑强度、硬度和耐磨性等因素,以适应高负荷和长时间使用的需求。
搬运机器人结构设计与分析设计说明一、引言搬运机器人是一种用于搬运、运输和搬运物品的自动化机器人系统。
它能够代替人工完成一系列重复性、繁重和危险的工作任务,提高工作效率和安全性。
本文将对搬运机器人的结构设计和分析进行说明,以确保其性能、稳定性和安全性。
二、搬运机器人结构设计1.底盘结构设计:底盘是搬运机器人的基础支架,承载和支撑整个机器人系统。
底盘结构设计应考虑机器人的稳定性和可控性。
一般情况下,底盘采用刚性材料制作,具备足够的承载能力和抗震性能。
另外,底盘应具备一定的机动性,能够适应不同地面和工作环境。
2.导轨系统设计:导轨系统是搬运机器人的运动控制部件,用于引导机器人在指定轨迹上进行移动。
导轨系统的设计应满足机器人的定位和精度要求。
一般采用直线导轨和滚动轮等组合方式,具备高刚度和低摩擦特性,以提高机器人的移动精度和稳定性。
3.动力系统设计:动力系统是搬运机器人的驱动部件,用于提供机器人的动力和能量。
动力系统的设计应考虑机器人的负载和工作条件。
一般情况下,采用电动机或液压驱动方式,具备足够的扭矩和功率输出。
同时,还应考虑机器人的能源消耗和续航能力,以提高工作效率和使用寿命。
4.夹持装置设计:夹持装置是搬运机器人的关键部件,用于夹持和搬运物体。
夹持装置的设计应满足机器人的夹持力和稳定性要求。
一般采用气动或液压夹持方式,具备足够的夹持力和灵活性。
同时,还应考虑夹持装置的自动化程度,以提高机器人的工作效率和安全性。
三、搬运机器人结构分析1.结构强度分析:结构强度分析是对搬运机器人的结构稳定性和安全性进行评估。
通过有限元分析等方法,对机器人的底盘、导轨系统和夹持装置等关键部件进行高强度载荷测试,以确认其承载能力和抗震性能。
同时,还应进行冲击和振动测试,以确保机器人在工作过程中能够稳定运行。
2.运动学分析:运动学分析是对搬运机器人的运动轨迹和姿态进行分析和评估。
通过建立运动学模型,对机器人在不同工作状态下的位姿、速度和加速度等参数进行计算和仿真。
导轨滑块的定位设计原理
导轨滑块的定位设计原理是利用两个或多个导轨与滑块的相互配合,来实现滑块在导轨上的定位。
在滑块和导轨的接触面上通常会设置定位块或凹槽等结构,使其能够在导轨上沿着指定方向移动,并且在某些位置停止。
具体的设计原理可以有以下几种形式:
1. 凹槽定位:导轨上设置一定深度的凹槽,滑块上的定位块可以与凹槽相配合。
滑块在导轨上移动时,定位块会沿着凹槽前进,直到到达凹槽的末端或其他约束位置,实现定位。
2. 凸台定位:导轨上设置一些凸台,滑块上的定位块可以与之相配合。
滑块在导轨上移动时,定位块会沿着凸台前进,直到到达凸台的末端或其他约束位置,实现定位。
3. 嵌入式磁性定位:导轨上嵌入一些磁性定位元件,滑块上设置磁铁或磁性感应块。
当滑块移动时,磁性定位元件会对滑块上的磁性部件产生磁力,从而实现定位。
4. 弹性夹持定位:导轨上设置一对或多对弹性夹持装置,滑块上设置相应的定位孔。
滑块移动时,弹性夹持装置会夹持住滑块上的定位孔,以达到定位的目的。
以上只是一些常见的导轨滑块定位设计原理,实际定位设计还需根据具体要求和应用场景进行设计。
滑轨设计原理范文
1.材料的选择:
滑轨设计中,材料的选择非常重要。
常用的滑轨材料包括金属和聚合物。
金属材料如钢、铁等常用于需要承载大重量和高精度的滑轨。
聚合物材料如尼龙、聚四氟乙烯等常用于需要降低摩擦和噪音的滑轨。
材料的选择应根据具体的应用需求来确定。
2.结构设计:
滑轨的结构设计主要包括导轨和滑块两个部分。
导轨是固定在机器的基座上,用于引导滑块的运动轨迹。
导轨通常采用V形、U形或者直线等形状。
滑块则位于导轨上,它与导轨之间通过滚动或滑动的方式实现机械元件的运动。
滑块的设计应考虑到运动的平稳性、刚度和精度等因素。
3.润滑系统:
润滑系统在滑轨设计中起到关键的作用。
它可以减少滑动摩擦,延长滑轨的使用寿命,提高机器的稳定性。
常见的润滑系统包括润滑油、润滑脂、液体润滑剂等。
润滑系统的选择要考虑到工作环境条件和滑轨的工作要求。
在实际应用中,滑轨设计原理的目标是在保证机器稳定性和运动精度的基础上,尽可能减少摩擦和磨损,提高机器的效率和寿命。
为此,滑轨的设计需要考虑到材料的选择、结构的合理性、润滑系统的设计和维护等方面的综合因素。
总之,滑轨设计原理是一种重要的机械设计原理,它可以帮助机器在运动和定位过程中保持高度的稳定性。
滑轨设计需要考虑到材料的选择、
结构设计和润滑系统等方面的因素,以实现在满足性能要求的前提下,减少摩擦和磨损,提高机器的效率和寿命。
机械设计手册导轨机械设计手册是机械工程师必备的重要参考书,其中涉及到导轨的设计原理、选型、安装等方面。
导轨是机械部件中的关键零部件,直接影响到机器设备的精度和使用寿命。
因此,在选择导轨时,需要考虑多方面因素才能满足设计要求。
一、导轨的种类和结构根据不同材料和结构,导轨可以分为线性导轨、圆柱导轨、滚动导轨和滑动导轨。
其中,线性导轨最为常见,结构简单,适用于直线运动。
圆柱导轨适用于含有旋转运动的机器设备,滚动导轨依靠滚子与导轨移动,具有较高的精度和承载能力,滑动导轨常用于低速低负荷的场合。
二、导轨的选型导轨的选型主要考虑以下因素:1.承载能力:根据机器设备的负荷情况来选择承载能力相应的导轨。
2.精度要求:机器设备的高精度要求需要选择精度较高的导轨。
3.运动方式:根据机器设备的运动需求来选择不同类型的导轨。
4.使用寿命:根据机器设备的使用寿命来选择导轨的材料和加工工艺。
5.环境要求:根据机器设备使用的环境来选择耐腐蚀、耐磨等特殊性能的导轨。
三、导轨的安装方式导轨的安装应根据不同类型的导轨采用不同的安装方式。
线性导轨通常采用螺丝垫片固定,圆柱导轨可以采用法兰固定,滚动导轨则需要采用精细的调整和定位。
在安装过程中,需要注意以下几点:1.检查导轨的安装面和机器底座是否平整。
2.精确定位固定螺栓。
3.注意导轨和安装面的紧密贴合度。
4.避免直接用手触摸导轨表面。
四、导轨的维护保养为了保证导轨的正常使用寿命,需要对导轨进行定期的维护保养。
具体方法有以下几点:1.检查导轨表面磨损情况,必要时更换。
2.定期清洁导轨表面,避免灰尘等杂物的积累。
3.注意质量保证,避免机器设备的振动和冲击。
4.根据导轨材料的特性,适时涂抹润滑油脂。
综上所述,导轨的设计和选择对机器设备的性能和寿命有着至关重要的影响。
合理的选型、安装和维护保养将会为机器设备的正常运行和高效生产提供有力的保障。
直线导轨毕业设计直线导轨毕业设计导论直线导轨是一种常见的机械结构,用于实现物体在直线方向上的运动。
在工业自动化领域,直线导轨广泛应用于各种机械设备和生产线中,提供高精度、高速度的直线运动。
本文将探讨直线导轨在毕业设计中的应用,包括设计原理、材料选择、工艺制造等方面。
设计原理直线导轨的设计原理基于滚动摩擦的概念,通过滚珠或滚子在导轨上的滚动来实现物体的直线运动。
直线导轨通常由两部分组成:导轨和导轨块。
导轨是一种平面结构,具有一定的硬度和光滑度,用于支撑和引导导轨块的运动。
导轨块则是通过滚珠或滚子与导轨接触,实现物体在导轨上的滑动。
材料选择在直线导轨的设计中,材料的选择至关重要。
导轨和导轨块通常采用高硬度和高强度的金属材料,如钢材或铝合金。
这些材料具有良好的耐磨性和刚性,能够承受较大的负荷和冲击。
此外,导轨和导轨块的表面通常进行特殊处理,以提高其光滑度和耐磨性。
工艺制造直线导轨的工艺制造包括导轨的加工和导轨块的组装。
导轨的加工通常采用精密的机械切削和磨削工艺,以确保导轨的平整度和尺寸精度。
导轨块的组装则需要精确的装配和调整,以保证滚珠或滚子在导轨上的平稳滚动。
应用案例直线导轨在毕业设计中的应用可以是设计和制造一个自动化装配线或机器人。
通过使用直线导轨,可以实现物体在装配线上的快速、精确的定位和移动。
例如,可以设计一个自动化装配线,用于组装电子产品。
在这个装配线上,直线导轨可以用于将零件从一个工作站传送到另一个工作站,并确保零件的精确对位。
这样可以提高装配效率和产品质量。
挑战与解决方案在直线导轨的设计和制造过程中,可能会面临一些挑战。
例如,导轨和导轨块的尺寸精度要求高,需要精确的加工和装配。
此外,导轨和导轨块的耐磨性和寿命也是设计中需要考虑的因素。
为了解决这些挑战,可以采用先进的加工技术和材料,如数控加工和硬质合金。
总结直线导轨是一种重要的机械结构,广泛应用于工业自动化领域。
在毕业设计中,直线导轨可以用于设计和制造各种自动化设备和机器人。
标准导轨知识点总结一、导轨的基本结构1.1 导轨的组成导轨通常由轨道和滑块组成,轨道和滑块之间通过滚珠、滑块等方式形成对接摩擦面,滑块上安装有与运动部件连接的座台或夹紧装置,使得运动部件能够沿着轨道进行稳定的直线运动。
1.2 导轨的类型根据结构形式和工作原理的不同,导轨可以分为直线导轨、滚珠丝杠、滑块导轨等几种类型。
直线导轨适用于需要高速、高精度直线运动的场合;滚珠丝杠适用于需要进行旋转运动的场合;滑块导轨适用于需要进行简单直线运动的场合。
1.3 导轨的特点导轨的主要特点包括高精度、高刚性、低摩擦、耐磨损等。
高精度是指导轨能够保持很高的直线度和平行度;高刚性是指导轨能够承受较大的负载和抗弯扭力;低摩擦是指导轨在工作过程中具有较小的摩擦力和滑动阻力;耐磨损是指导轨能够在长期使用中保持较好的表面质量和精度。
二、导轨的材质2.1 导轨轨道的材料导轨轨道常用的材料包括工程塑料、铝合金、碳素钢、不锈钢等。
工程塑料适用于需要耐腐蚀、低噪音和轻质的场合;铝合金适用于需要轻质、刚性好和表面光滑的场合;碳素钢适用于需要高强度、高硬度和耐磨损的场合;不锈钢适用于需要耐腐蚀、寿命长的场合。
2.2 导轨滑块的材料导轨滑块常用的材料包括工程塑料、青铜、钢、铝合金等。
工程塑料适用于需要轻质、耐磨损、低噪音和耐腐蚀的场合;青铜适用于需要耐磨损、润滑性好和抗疲劳的场合;钢适用于需要高强度、高硬度和较长寿命的场合;铝合金适用于需要轻质、刚性好和表面光滑的场合。
2.3 导轨的表面处理导轨的表面处理一般采用镀铬、热处理、喷涂等工艺,以提高导轨的硬度、耐磨性和抗腐蚀能力。
镀铬处理能够提高导轨的硬度和表面光洁度;热处理能够提高导轨的耐磨性和抗疲劳能力;喷涂处理能够提高导轨的耐腐蚀性和表面润滑性。
三、导轨的加工工艺3.1 导轨轨道的加工导轨轨道的加工一般包括铣削、车削、打磨、磨削等工艺。
铣削能够提高导轨轨道的加工精度和表面光洁度;车削能够提高导轨轨道的加工平整度和平行度;打磨能够提高导轨轨道的表面光洁度和平整度;磨削能够提高导轨轨道的加工精度和平整度。
直线导轨的结构设计(含滚动导轨)来源:作者: 江苏泰州市德基数控机床技术部发表于:2007-5-18 已阅读1121次1 导轨的作用和设计要求当运动件沿着承导件作直线运动时,承导件上的导轨起支承和导向的作用,即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下,沿给定的方向进行直线运动。
对导轨的要求如下:1.一定的导向精度。
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。
工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。
3.良好的耐磨性。
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。
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.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。
6.结构工艺性好。
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。
不同设备的导轨,必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。
必须指出,上述六点要求是相互影响的。
2 导轨设计的主要内容设计导轨应包括下列几方面内容:1.根据工作条件,选择合适的导轨类型。
2.选择导轨的截面形状,以保证导向精度。
3.选择适当的导轨结构及尺寸,使其在给定的载荷及工作温度范围内,有足够的刚度,良好的耐磨性,以及运动轻便和平稳。
4.选择导轨的补偿及调整装置,经长期使用后,通过调整能保持需要的导向精度。
5.选择合理的润滑方法和防护装置,使导轨有良好的工作条件,以减少摩擦和磨损。
6.制订保证导轨所必须的技术条件,如选择适当的材料,以及热处理、精加工和测量方法等。
3 导轨的结构设计1. 滑动导轨(1) 基本形式(见图21-10)图21-10三角形导轨:该导轨磨损后能自动补偿,故导向精度高。
直线导轨的结构设计(含转动导轨)1导轨的作用和设计要求当运动件沿着承导件作直线运动时,承导件上的导轨起支承和导向的作用,即支承运动件和保证运动件在外力(载荷及运动件本身的重量)的作用下,沿给定的方向进行直线运动。
对导轨的要求如下:1.一定的导向精度。
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正确性。
2.运动轻便平稳。
工作时,应轻便省力,速度均匀,低速时应无爬行现象。
3.良好的耐磨性。
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。
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.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。
6.结构工艺性好。
在保证导轨其它要求的条件下,应使导轨结构简单,便于加工、丈量、装配和调整,降低本钱。
不同设备的导轨,必须作具体分析,对其提出相应的设计要求。
必须指出,上述六点要相互影响的。
2导轨设计的主要容设计导轨应包括下列几方面容:1.根据工作条件,选择合适的导轨类型。
2.选择导轨的截面外形,以保证导向精度。
3.选择适当的导轨结构及尺寸,使其在给定的载荷及工作温度围,有足够的刚度,良好的耐磨性, 以及运动轻便和平稳。
4.选择导轨的补偿及调整装置,经长期使用后,通过调整能保持需要的导向精度。
5.选择公道的润滑方法和防护装置,使导轨有良好的工作条件,以减少摩擦和磨损。
6.制订保证导轨所必须的技术条件,如选择适当的材料,以及热处理、精加工和丈量方法等。
3导轨的结构设计1.滑动导轨⑴基本形式(见图21-10)三角形导轨:该导轨磨损后能自动补偿,故导向精度高。
它的截面角度由载荷大小及导向要求而定,一般为90°为增加承载面积,减小比压,在导轨高度不变的条件下,采用较大的顶角(110。
〜120°;为进步导向性,采用较小的顶角(60°。
假如导轨上所受的力,在两个方向上的分力相差很大,应采用不对称三角形,以使力的作用方向尽可能垂直于导轨面。
矩形导轨:优点是结构简单,制造、检验和修理方便;导轨面较宽,承载力较大,刚度高,故应用广泛。
但它的导向精度没有三角形导轨高;导轨间隙需用压板或镶条调整,且磨损后需重新调整。
燕尾形导轨:燕尾形导轨的调整及夹紧较简便,用一根镶条可调节各面的间隙,且高度小,结构紧凑;但制造检验不方便,摩擦力较大,刚度较差。
用于运动速度不高,受力不大,高度尺寸受限制的场合。
圆形导轨:制造方便,外圆采用磨削,孔珩磨可达精密的配合,但磨损后不能调整间隙。
为防止转动,可在圆柱表面开键槽或加工出平面,但不能承受大的扭矩。
宜用于承受轴向载荷的场合。
(2)常用导轨组合形式三角形和矩形组合:这种组合形式以三角导轨为导向面,导向精度较高,而平导轨的工艺性好,因此应用最广。
这种组合有V-平组合、棱-平组合两种形式。
V-平组合导轨易储存润滑油,低、高速都能采用;棱-平组合导轨不能储存润滑油,只用于低速移动。
见图21-11。
双三角形导轨:由于采用对称结构,两条导轨磨损均匀,磨损后对称位置位置不变,故加工精度影响小。
接触刚度好,导向精度高,但工艺性差,四个表面刮削或磨削也难以完全接触,假如运动部件热变形不同,也不能保证四个面同时接触,故不宜用在温度变化大的场合。
(3 )间隙调整为保证导轨正常工作,导轨滑动表面之间应保持适当的间隙。
间隙过小,会增加摩擦阻力;间隙过大,会降低导向精度。
导轨的间隙如依靠刮研来保证,要废很大的劳动量,而且导轨经过长期使用后,会因磨损而增大间隙,需要及时调整,故导轨应有间隙调整装置。
矩形导轨需要在垂直和水平两个方向上调整间隙。
在垂直方向上,一般采用下压板调整它的低面间隙,其方法有:a )刮研或配磨下压板的结合面;b )用螺钉调整镶条位置;c)改变垫片的片数或厚度;见图21-13。
在水平方向上,常用平镶条或斜镶条调整它的侧面间隙。
见图21-14。
圆形导轨的间隙不能调整。
图21-为使导轨移动轻便省力和两导轨磨损均匀,驱动元件应设在三角形导轨之下,或偏向三角形导轨。
矩形和矩形组合:承载面和导向面分开,因而制造和调整简单。
导向面的间隙用镶条调整,接触刚度低。
见图图21-14(4 )夹紧装置有些导轨(如非水平放置的导轨)在移动之后要求将它的位置固定,因而要用专用的锁(夹)紧装置。
常用的锁紧方式有机械锁紧和液压锁紧。
见图21-15。
(5 )进步耐磨性措施导轨的使用寿命取决于导轨的结构、材料、制造质量、热处理方法,以及使用与维护。
进步导轨的耐磨性,使其在较长的时间保持一定的导向精度,就能延长设备的使用寿命。
进步导轨耐磨性的措施有:1)选择公道的比压单位面积上的压力成为比压,即p=P/S (公斤/厘米2)式中P-作用在导轨上的力(公斤)S-导轨的支承面积(厘米2)由上式可知,要减小导轨的比压,应减轻运动部件的重量和增大导轨支承面的面积。
减小两导轨面之间的中心距,可以减小外形尺寸和减轻运动部件的重量。
但减小中心距受到结构尺寸的限制,同时中心距太小,将导致运动不稳定。
降低导轨比压的另一办法,是采用卸荷装置,即在导轨载荷的相反方向,增加弹簧或液压作用力,以抵消导轨所承受的部分载荷。
2)选择合适材料目前常采用的导轨材料有以下几种:铸铁-导轨与承导件或运动件铸成一体,其材料常用灰口铸铁。
它具有本钱低,工艺性好,热稳定性高等优点。
图21-在润滑和防护良好的情况下,具有一定的耐磨性。
常用的是HT200〜HT400,硬度以HB=180〜200较为合适。
适当增加铸铁中含碳量和含磷量,减少含硅量,可进步导轨的耐磨性。
若灰口铸铁不能满足耐磨性要求,可使用耐磨铸铁,如高磷铸铁,硬度为HB=180〜220 ,耐磨性能比灰口铸铁高一倍左右。
若加进一定量的铜和钛,成为磷铜钛铸铁,其耐磨性比灰口铸铁高两倍左右。
但高磷系铸铁的脆性和铸造应力较大,易产生裂纹,应采用适当的铸造工艺。
此外,还可使用低合金铸铁及稀土铸铁。
钢-要求较高的或焊接机架上的导轨,常用淬火的合金钢制造。
淬硬的钢导轨的耐磨性比普通灰铸铁高5〜10倍。
常用的有20Cr钢渗碳淬火和40Cr高频淬火。
钢导轨镶接的方法有:螺钉连接,应使螺钉不受剪切;为避免导轨上有孔(孔积存赃物而加速磨损),一般采用倒装螺钉。
结构上不便于从下面伸进螺钉固定时,可采用如图21-16所示的方法。
螺钉固紧后,将六角头磨平,使导轨上的螺钉孔和螺钉头之间没有间隙。
用环氧树脂胶接,胶接面之间的间隙不超过0.25毫米。
胶粘导轨具有一定的胶接刚度和强度,尚有一定的抗冲击性能,工艺简单,本钱较低。
塑料-用聚四氟乙烯为基材,添加不同的填充剂作为导轨材料。
它具有耐磨、抗振以及动、静摩擦系数低(0.04),可消除低速爬行现象,在实际应用中取得良好的效果。
3)热处理为进步铸铁导轨的耐磨性,常对导轨表面进行淬火处理。
表面淬火方法有:火焰淬火、高频淬火和电接触淬火。
4)润滑和防护润滑油能使导轨间形成一层极薄的油膜,阻止或减少导轨面直接接触,减小摩擦和磨损,以延长导轨的使用寿命。
同时,对低速运动,润滑可以防止”爬行";对高速运动,可减少摩擦热,减少热变形。
导轨润滑的方式有浇杯、油杯、手动油泵和自动润滑等。
导轨的防护装置用来防止切削、灰尘等赃物落到导轨表面,以免使导轨擦伤、生锈和过早的磨损。
为此,在运动导轨端部安装刮板;采用各种式样的防护罩,使导轨不过露等办法。
(6)结构尺寸的验算1)校核温度变化对导轨间隙的影响导轨在温度变化较大的环境中工作,应在选定精度和配合后,作导轨间隙验算。
为了保证工作时不致卡住,导轨的最小间隙应大于或即是零,即△ mi n》0导轨的最小间隙用下式计算:△ min=Dmi n[1+ a k(t-t o)]-dmax[1+ a z(t-t o)] (mm)式中t-工作温度(°C)tO-制造时温度(°C)Dmin-包容件在t0时的最小尺寸(mm )dmax-被包容件在t0时的最大尺寸(mm )ak包容件材料的线膨胀系数(1/ ° )az被包容件材料的线膨胀系数(1/ C)为保证导向精度,导轨的最大间隙△ max应小于或即是答应值,即△ max< [ △ max]导轨的最大间隙用下式计算:△max=Dmax[1+a k(t-t°)]-dmin[ 1+ a z(t-t0)] (mm)式中Dmax-包容件在t0时的最大尺寸(mm)dmin-被包容件在t0时的最小尺寸(mm )2)不自锁条件和导轨间隙计算当初定导轨的结构形式和尺寸后,应留意作用力的方向和作用点的位置,力求使导轨的倾斜力矩小,否则使导轨的摩擦力增大,磨损加快,从而降低导轨的灵活性和导向精度,甚至回使导轨卡住。
其验算公式见表21-6。
2.转动导轨在承导件和运动件之间放进一些转动体(滚珠、滚柱或滚针),使相配的两个导轨面不直接接触的导轨,称为转动导轨。
转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。
因此,转动导轨在要求微量移动和精确定位的设备上,获得日益广泛的运用。
转动导轨的缺点是:导轨面和转动体是点接触或线接触,抗振性差,接触应力大,故对导轨的表面硬度要求高;对导轨的外形精度和转动体的尺寸精度要求高。
(1)结构形式滚珠导轨-图示21-17为V-平截面的滚珠导轨、双V形截面的滚珠导轨和圆形截面滚珠导轨。
由于滚珠和导轨面是点接触,故运动轻便,但刚度低,承载能力小。
常用于运动件重量、载荷不大的场合。
滚柱(滚针)导轨-滚柱导轨中的滚柱与导轨面是线接触,故它的承载能力和刚度比滚珠导轨大,耐磨性较好,灵活性稍差。
如图21-18,滚柱对导轨的不平度较敏感,轻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。
当结构尺寸受限制时,可采用直径较小的滚柱,这种导轨称为滚针导轨。
滚柱导轨支承为标准部件,具有安装、润滑简单,调整防护轻易等优点。
其结构如图21-19所示。
由于滚柱在封闭的滚道转动,故可用于行程很大的导轨上。
转动导轨支撑1-本体2-滚柱3-导向片4-反射器滚柱导轨可采用标准的转动轴承,装在偏心轴上,如图21-20所示,以便于调整。
其偏心量一般取0.2-0.5毫米。
2)转动导轨设计的一般题目1)结构形式的选择:转动导轨按其结构特点,分为开式和闭式两种。
开式转动导轨用于外加载荷作用在两条导轨中间,依靠运动件本身重量即可保持导轨良好接触的场合。
闭式导轨则相反。