导轨的选型及计算

导轨的选型及计算

导轨选型

滑块实际负载：P

滑块动额定负载：C 长度寿命：

3()*50C P L k m =

丝杠选型

丝杠轴向负载：F

导程：P

效率：0.8

丝杠所需扭矩：T

*3.14*2000*0.8*T F P =

丝杠寿命计算：

3()*()C F L Pk m =

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。

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。