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        圓形導軌和方形導軌 誰是最佳選擇-- , 飛帆 F&F
        作者:廣州依納  發表時間:2013-03-04  點擊:92
        圓形導軌和方形導軌 誰是最佳選擇 摘要:在選用圓形導軌還是方形導軌的問題上,設計工程師必須考慮到每種導軌的優點和能力。最重要的是要考慮到載荷、準確度、剛度、光潔度、幾何尺寸等重要因素是否滿足設計要求。   關鍵詞: 載荷 光潔度 剛度 機械設計  自從采用了Thomson于二十世紀四十年代發明的圓形導軌Ball Bushing直線軸承,循環滾珠直線導軌領域一直保持穩定發展。載荷能力、使用壽命的提高以及制造的簡化,使幾近零摩擦的直線導軌越來越多的應用于更為廣泛的領域中。自從二十世紀七十年代推出方形導軌、直線導軌以來,設計工程師一直面臨的關鍵問題就是:應該選用圓形導軌還是方形導軌?http://www.bearing.com/UserFiles/Image/Fig1.jpghttp://www.bearing.com/UserFiles/Image/Fig1(1).jpg盡管設計中固有的各種磨制要求導致方形導軌的初始成本是圓形導軌的數倍,但新的制造技術和尺度經濟性已經允許方形導軌在更廣泛的應用空間與圓形導軌展開有力競爭。在進入機床領域之后,在曾經只能采用圓形導軌產品的許多應用中,現在已經能夠看到方形導軌的使用。然而,圓形直線軸承的銷售額還在逐年提高。由于某些固有獨特性以及適合特定應用的有利特性,滾珠襯套導軌依然流行,最重要的原因就是因為它們是圓形的,而方形銷有時是無法匹配到圓形孔中 的?! 榱藢⒄_類型的直線導軌應用于特定應用中,設計工程師必須考慮到每種導軌的優點和能力。首先必須考慮的就是設計要求,這就需要考慮載荷、準確度、剛度、光潔度、幾何尺寸等重要因素。而在通常情況下,這些要求之間存在著相互制約作用?! 》叫螌к壆a品可以很好地滿足需要高剛度的高載荷應用,例如25毫米方形導軌的最高載荷可達20 kN,在軸承導軌和導軌之間平行運行時,可達到3~10 mm /m的高精度。這種產品導軌中的滾珠軌道經過精密的研磨,從而使該導軌與滾珠精密匹配,即滾珠導軌上運行的座圈只能略微大于滾珠本身的直徑。這就使滾珠和座圈之間的接觸面積在載荷下大于圓形導軌總成 ,因為在圓形導軌中滾珠和內座圈(軸)均為凸表面。因此,由于滾珠在載荷下變扁,當加載時,方形導軌軸承的剛度將增加到原來的五倍?! 》叫螌к壱部梢杂糜趲ьA載荷的情況,載荷從輕載荷(額定動載荷的3%)到重載荷(額定動載荷的13%)均可適用。方形導軌軸承的典型應用是對載荷能力、剛度和準確度要求極高的機床行業。由于軸承已經承受了一個初始變形,因此,重預載荷進一步降低了載荷下的變形量。到目前為止,我們已經討論了采用球形滾珠元件的軸承。值得注意的是,如果在不提高包絡尺寸的情況下需要比方形滾珠導軌更高(兩倍 以上)的載荷能力,還可選擇配有圓柱輥子型元件的方形導軌軸承?! ≡诜叫螌к壙梢詽M足載荷能力、剛度和準確度要求后,許多工程師就不會再做進一步的測試。然而,這會導致系統性能下降,以及前期成本和維護成本的增加。圓形導軌產品具有許多優點,其中之一就是:當安裝到超過150 mm /m平面度誤差的欠光滑表面上時,仍然能夠平穩運行。當在滾軸上、傾斜處和側滑角裝配剛性直線軸承時,裝配表面的平面度誤差通常會造成束縛,從而導致更高的拖曳,并會將使用壽命降低高達50%。為了解決此問題,在裝配過程中,必須嚴格修整匹配表面,或者將各部件進行墊片調整并調節到正常運行,這將使成本提高。對于更精密的機加工應用,由于維護要求提高,因此會提高前期成本和操作成本。此項成本隨應用的不同而差異較大,從不足 100美元到數千美元都有可能。而采用圓形導軌產品,可將軸承安裝到焊接管型框架或直接固定到混凝土工廠的地板上?! ∮捎诰哂姓{心能力,滾珠襯套直線軸承可適應各種條件。由于軸是圓形的,因此,滾珠襯套在圍繞軸滾動的過程中可自由旋轉。這樣兩個相鄰導軌的安裝高度可略有不同,當導軌以300mm或300mm以上的間隔進行安裝時,1到2 mm的高度差是可以接受的。同樣,大多數滾珠襯套上的軸承座圈在設計上可確保每個直線軸承在傾斜處和偏滑角上旋轉最多1/2度,以適應平面度或對中誤差。用于約束滾珠襯套以及導軌支撐件的軸臺通常采用鋁材質,具有較小的靈活性,以適應各軸之間的最大25m的平行性誤差。其結果是能夠在不理想的情況下達到.001到.004的摩擦系數,實現高效引導 。將直線導軌安裝到焊接管型框架上在工廠自動化中非常常見。在許多OEM應用中,裝配表面均采用拉拔管材和板金。在這些條件下,圓形導軌產品通常比方形產品更快速地安裝和更平穩地運行?! A形導軌產品的一個顯著優點就是其圓形板可在端部支撐軸,實現橫跨相當于軸直徑的12~24 倍的間隙的圓形直線軸承設計,從工廠自動化中的龍門吊系統到DNA 取樣機中揀選和放置模塊的各種應用均可采用這一設計。運動軸完全通過固定軸的兩端進行組建。無論兩點之間的機器表面處于何種情況,無論是否只有一個點,該裝置的精密性都不會受到影響,僅僅取決于端部支撐裝置的準確度。此外,如果要通過直線導軌對中一套絲杠傳動系統,只需在一個板上打三個孔,即以兩個圓形導軌和絲杠軸承的支撐為基準,這是最容易做到的方法。通過這一設計,在裝配過程中無需調節。   解決對中問題的方形導軌解決方案只需使用一個導軌。由于它能夠支撐所有方向上的力矩,因此,在導軌副甚至軸承副中無需使用方形導軌軸承。對于輕載荷,即處于軸承載荷和力矩能力范圍內的載荷,單個方形導軌軸承即可提供所期望的引導,但并不是所有的方形導軌產品均可按此類型操作進行設計。這種引導消除了 在漸擴表面上對兩個導軌進行對中的問題。然而,仍然必須考慮到通過傳動機構進行對中,方形導軌在設計上沒有橫跨間隙和端部支撐。由于偏心加載而在導軌上產生力矩,因此,單個導軌可能不適合運動足跡較寬(如300mm)的應用。在做出決定之前,應檢查導軌的力矩額定值及其在力矩載荷下的剛度?! ≡诮M件選擇過程中,設計靈活性是需要考慮一個非常重要的因素。通常,為了達到最優性能,必須對組件進行改型,以提高功能或在所期望的空間中進行匹配。當與載荷額定值進行對比時,方形導軌軸承比圓形滾珠襯套軸承更為緊湊。這樣,如果幾何尺寸支持用戶的系統要求,則用戶將有相當優化的外殼。然而,如果需要進行改型,則在圓形導軌系統上更容易進行此項工作。圓形軸系可按許多方式進行配置,以便于該軸的端部固定,并可用作大尺寸總成中的一個結構件,還可以中心和徑向通過軸箱的鉆孔、平面和直徑。采用圓形軸系后,可單獨購買滾珠襯套,這樣可以與相鄰組件中固有的鏜孔,以及鋁制或鋼制軸臺相匹配。軸臺使得軸承易于安裝,而且留出了一定的改型余量?! ≡谀承弥?, 平整度可能是需要考慮一個主要的因素。雖然組件和應用之間在細微處可能略有不同,并通常缺乏行業相關平整度數據,但滾珠襯套軸承往往可以非常平穩地運行,方形導軌和圓形導軌之間的差異通常用手即可感覺得到。滾珠和導軌之間凸表面的點式接觸可將擦傷的可能性降到最低。滾珠襯套通常在微小間隙量或1%到2%額定動載荷的輕預載荷下運行,提高了平穩性。而由于較高的一致性和預載荷,方形導軌軸承可在某些“缺口”情況下使用。 在大多數情況下,這是可行的,但如果需要用到儀表級軸承,圓形導軌可能更有優勢。同樣,由于其簡單的圓形幾何形狀,圓形襯套上的密封件往往更為可靠,產生更小的拖曳。方形導軌擦拭器必須符合導軌中的滾珠軌道,以達到耐用型密封?! “惭b圓形導軌時最后需要考慮的是安裝在軸上的非滾珠型聚合物襯套??刹捎眠m用于鋁或其他基底的高性能軸承級材料,以提供良好的載荷能力(相當于滾珠襯套載荷能力的20%)和一個在0.05到0.25范圍內的較低摩擦系數。襯套軸承可在具有能夠損傷密封嚴實的滾珠襯套的微粒的惡劣環境中平穩運行,也可在受到沖擊載荷損傷的滾珠軸承系統下正常工作。另一方面,滾珠循環噪聲可能會成為滾珠襯套或方形導軌軸承中的一個問題,但對于上述襯套軸承卻基本上不是問題。由于接觸面分布在一個較大的區域中,無需配有滾珠襯套的硬化鋼軸??梢圆捎貌讳P鋼軸系,既適用于像半導體和醫藥行業所處的清潔環境,也適用于像食品加工行業所處的惡劣環境?! ≡谠S多情況下,設計師在選擇技術方面擁有很大的靈活性。通過采用適合每個功能的最佳組件,對一套系統的性能進行微調,就會產生最優解決方案,由此可轉換成成本和性能的競爭優勢。但是,為了達到這一最優解決方案,應考慮到總體安裝成本,以及機械加工、表面修整和安裝等成本。寧波軸承有限公司 NINGBO BEARING COMPANY總機電話/TEL:0574-87223344 87222434 87220319 87220519 銷售電話/SALES TEL:0574-87220315 87222422(直撥)87222434 87223344 87220319 87220519(轉分機)采購部電話/TEL:0574-87221977傳真/FAX:0574-87223781地址/ADD:寧波市麗園北路1728號--1736號E-mail:web@bearing.com 網址/WEBSITE:www.bearing.com www..com特種非標軸承網: www.fbearing.com 商標 BRANDS: , 飛帆 F&F[/url]
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