导轨的选型及计算
导轨的选型及计算
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~6
00m/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
主
要
用
语
速
度
高,
精
度
要
求
一
般
的
机
床
主
接触运
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494012GGB 20B AL2P -? [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 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。有利于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：
由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：
L=H+S+△l-S1-S2
由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L —导轨长度
H —滑块的导向面长度 S —滑块行程
△l —封闭高度调节量
S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度
6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命
X 方向的导轨计算
X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -?，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN 。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。
其中工作台的最大重量为:
G=100×9.8=980N
F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N 1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：
L=（f
h f
t
fc fa Ca/ fwPc）
ε
?K=27166km
式中 L——额定寿命（km）；
Ca——额定动载荷（KN）；
P——当量动载荷（KN）；
Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）；
Z——导轨上的滑块数；
ε——指数，当导轨体为滚珠时，ε=3；当为滚柱时ε=10/3；K——额定寿命单位（KM），滚珠时，K=50KM；滚柱时，K=100KM；
fh ——硬度系数；
fh ――（滚道实际硬度（HRC））。
由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC，故通常可取fh =1 ft ——温度系数，查表6-2[7],得t
f=1
表6-2 温度系数
工作温度/C0
100
≤100~150 150~200 200~250
t
f 1 0．90 0．73 0．60
fc——接触系数，查表6-3；得c
f=1
表6-3 接触系数
每根导
轨上的
滑块数
1 2 3 4 5
c
f1．00 0．81 0．72 0．66 0．61 fa——精度系数，查表6-4；取a
f=1.5
表6-4 精度系数
工作条件
a
f
无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于15m/min
1~1.5
无明显冲击或振动的场合，速度为15~60m/min
1.5~2 有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/min
2~3.5 fw ——载荷系数，查表6-5；得
w
f =1
表6-5 载荷系数
精度等级
2 3 4 5 w
f
1．0
1．0
0．9
0．9
则L=27166Km
2)寿命时间的计算
当行程长度一定，以h 为单位的额定寿命为：
h n L L L a h 3.3059260
174.021027166602103
23=????=???=
式中 h L ——寿命时间（h ） L ——额定寿命（km ） La ——行程长度（m ） 2n ——每分钟往返次数 则h L h 3.30592=
工况为：每天开机6个小时，每年300个工作日，则预计寿命年限为：
L h =30592.3/300×6=16.9年 同理求出Y 方向滚动导轨副的距离额定寿命：
L=26340.1km L h =25230h=14年
6.3导轨材料与热处理
机床滑动导轨常用材料主要是灰铸铁和耐磨铸铁。
灰铸铁通常以HT200或HT300做固定导轨，以HT150或HT200做动导轨。
JB/T3997-1994标准对普通灰铸铁导轨的硬度要求如表6-6[10]所示
表6-6 灰铸铁导轨硬度要求
硬度要求(HBS) 硬度不均匀性
(HBS)
导轨长度/mm 导轨
铸件
重量
/t
不低
于
不高于导轨长
度/mm
硬度
差不
超过
≤2500 - 190 255 ≤
2500
25
>2500 >3 180 241 >2500 35
>5 175 241 由几何
件连接
的导轨45
>10 165 241
常用耐磨铸铁与普通铸铁耐磨性比较见表6-7[8]
表6-7 常用耐磨铸铁
耐磨铸铁名称耐磨性高于普通铸铁倍
数
磷铜钛耐磨铸铁 1.5～2
高磷耐磨铸铁 1
钒钛耐磨铸铁1～2
稀土铸铁 1
铬钼耐磨铸铁 1
导轨热处理:一般重要的导轨，铸件粗加工后进行一次时效处理，高精度导轨铸件半精加工后还需进行第二次时效处理。
常用导轨淬火方法有:
1)中频淬火，淬硬层深度(1～2)mm。硬度(45～50)HRC。
2)接触加热自冷表面淬火，淬硬深度(0.2～0.25)mm,显微硬度600HM左右。这种淬火方法主要用于大型铸件导轨。
6.4导轨的技术要求
6.4.1表面粗糙度
1)刮研导轨刮研导轨具有接触好、变形小、可以存油、外观美等特点,但劳动强度大、生产率低。主要用于高精度导轨。
刮研导轨轨面每25mm×25mm面积内的接触点数不得少于表6-8[9]的规定。表6-8 刮研导轨面25mm×25mm内接触点数
机床类别滑动导
轨移置导
轨
镶条、压板
滑动面
每条导轨宽度／mm
≤25 0 ＞
25
≤
10
＞
10
Ⅲ级和Ⅲ级以20 16 16 12 12
上
Ⅳ级16 12 12 10 10
Ⅴ级10 8 8 6 6
2)导轨生产率高,是加工淬硬导轨唯一方法，磨削导轨表面粗糙度应达到的要求,见表6-9[10]。接触面要求见表6-10[10]。
表6-9 磨削导轨表面粗糙度Ra
机床类型
动导轨固定导轨
中小
型
大型重型中小型大型重型
Ⅲ级和Ⅲ级以上0.2～
0.4(0
.1～
0.2)
0.4～
0.8(0
.2～
0.4)
0.8(
0.4)
0.1～
0.2(0.
05～
0.1)
0.2～
0.4(0
.1～
0.2)
0.4(
0.2)
Ⅳ级0.4(0
.2)
1.6(0
.8)
1.6(
0.8)
0.2(0.
1)
0.4(0
.2)
0.8(
0.4)
Ⅴ级0.8(0
.4)
1.6(0
.8)
1.6(
0.8)
0.4(0.
2)
0.8(0
.4)
1.6(
0.8)
注:1.滑动速度大于0.5时,粗糙度应降低一级(括号内数值)。
2.淬硬导轨的表面粗糙度应降低一级(括号内数值)。
表6-10 磨削导轨表面的接触指标(%)
机床类型滑(滚)动导轨移置导轨
全长上全宽上全长上全宽上
Ⅲ级和
Ⅲ级以
上
80 70 70 50
Ⅳ级75 60 65 45
Ⅴ级70 50 60 40 注:1.宽度接触达到要求后,方能作长度的评定。
2.镶条按相配导轨接触指标检验。
6.4.2几何精度
导轨的几何精度主要是指导轨的直线度和导轨间的平行度,垂直度等。具体相关的几何精度参阅有关机械的精度标准。本机构导轨精度取3级。
6.5导轨设计和使用注意事项
正确合理地设计和使用滚动直线导轨副,可以提高耐用度和精度保持性,减少维修和保养时间。为此,应注意如下事项:
1)尽量避免力矩和偏心载荷的作用滚动直线导轨副样本中给出的额定动,静载荷,都是在各个滚珠受载均匀的理想状态下算出的。因此,必须十分注意避免力矩载荷和偏心载荷。否则,一部分滚珠承受的载荷,有可能超过计算Ca值时确定的许用接触应力,导致过早的疲劳破坏或产生压痕并出现振动,噪声,降低移动精度等现象。
2)提高刚度,减少振动适当预紧可以提高刚度,均化滚动体的受力从而提高寿命,并在一定程度上提高阻尼。但是预紧力过大会增加导轨副的摩擦阻力,增加发热,降低使用寿命。因此预紧力有其最佳值。
滚动支承的阻尼较小,因此要尽可能使它承受恒定的载荷。有过大的振动和冲击载荷的场合不宜应用直线滚动导轨副。为了减少振动,可以在移动的工作台上加装减振装置。条件许可时可安装锁紧装置,加工时把不移动的工作台固定。
3)降低加速度的影响直线滚动导轨副的移动速度可以高达600m/min。起动和停止时,将产生一个力矩,使部分滚动体受载过大,造成破坏。因此,如果加
速度较大,应采取以下措施:减轻被移动物体的质量,降低物体的重心,采取多级制动以降低加速度,在启动和制动时,增加阻尼装置等。
4）导轨防护
①固定保护：利用导轨中移动件俩端的延长物保护导轨。
②刮屑板：利用毛毡或耐油橡胶制成与导轨形状相吻合的刮条，使之刮走落在导轨上的灰尘，切屑等。
5)注意润滑和防尘滚动导轨通常采用钠基润滑脂润滑。如果使用油润滑。应尽可能采用高拈度的润滑油。如果与其他机构同统一供油，则需附加滤油器。在油进入导轨前再经一道精细的过滤。
为了防止异物浸入和润滑油泻出，产品出厂时滑块座两端均装有耐橡胶密封垫。
导轨的选型及计算
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 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494012GGB 20B AL2P -? [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 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。有利
于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。 2）承载能力大，刚度高。 3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。 4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。 导轨的长度： 由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。 其公式为： L=H+S+△l-S1-S2 由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △l—封闭高度调节量 S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度 6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命 X方向的导轨计算 X方向初选导轨型号为4 940 12 GGB20B AL2P- ?，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。 4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。 其中工作台的最大重量为: G=100×9.8=980N F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N 1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为： L=（f h f t fc fa Ca/ fwPc） ε ?K=27166km 式中 L——额定寿命（km）； Ca——额定动载荷（KN）； P——当量动载荷（KN）； Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）； Z——导轨上的滑块数；
导轨的选型和计算
导轨得选型及计算 按结构特点与摩擦特性划分得导轨类型见表6-1 [5\各类导轨得主要特点及应用列于表中。 导轨类型特点及应用 表 X方向初选导轨型号为⑹具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为 导轨得运动条件为常温，平稳，无冲击与震动 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。有利于提高数控系统得响应速度与灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械得十分之一。 2)承载能力大，刚度高。 3)能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高1 0倍。 4)采用滚动直线导轨副可简化设计，制造与装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。 导轨得长度： 由于导轨长度影响工作台得工作精度与高度，一般可根据滑块导向部分得长度来确定导轨长度。 其公式为： L=H+S+A I -S1-S2 由此公式估算出L x = 940mm, L y = 1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块得导向面长度 S—滑块行程 △ I—封闭高度调节量 S1 —滑块到上死点时，滑块露出导轨部分得长度 S 2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分得长度 6、2计算滚动导轨副得距离额定寿命 X方向得导轨计算 X方向初选导轨型号为，查表9、3-73[,]得，这种导轨得额定动，静载荷分别为Ca 二13、6kN, Coa二20、3k No 4个滑块得载荷按表9、3-48序号1得载荷计算式计算。 其中工作台得最大重量为： G二100X9、8=980N F 1 =F2=F3=F4=1/4 ( G1+F) =250N 1)滚动导轨得额定寿命计算公式⑹为： L=(仇f t fc f a Ca/ fwP c ) K =27166km 式中L ----- 额定寿命(km); Ca——额定动载荷(KN); P——当量动载荷(KN); Fmax——受力最大滑块所受得载荷(KN); Z——导轨上得滑块数；
滚动导轨选型
直线运动系统选用思路： 1.根据实际应用工况初步选定型号系列和配置方式 2.静安全系数验算 直线运动系统承受过大的静载荷时，滚动体和接触面会发生永久变形，这个永久变形如果大到一定程度时，就会影响直线运动系统的平稳运行。所以要根据基本额定静载荷和最大实际静载荷来验算静安全系数是否达到要求。 3.寿命验算 利用额定动载荷和最大实际动载荷来验算直线运动系统所能运行的里程数或时间数是否能达到我们的要求。 4.如果静安全系数和寿命其中的一项或均达不到要求，就需要改变型号系列和配置方式重 新计算了。 相关定义： 基本额定静负荷C0（N）：在产生最大应力的接触部位，使滚动体和导轨面永久变形量之和达到滚动体直径的倍时，大小一定的径向静止负载。作为静作用力的限度。 容许静力矩M R/P/Y（Nm）：在产生最大应力的接触部位，使滚动体和导轨面永久变形量之和达到滚动体直径的倍时，方向和大小一定的静止力矩。作为静作用力矩的限度。 静安全系数f s：负载能力（基本额定静负荷C0、容许静力矩M R/P/Y）与实际负荷（F、M r/p/y）的比值。f s=C0/F或f s=M R/P/Y/M r/p/y。 基本额定动载荷C（N）：一批相同的直线运动系统在相同条件下运行，使滚珠直线导轨额定寿命为L=50km、滚柱直线导轨额定寿命为L=100km的方向和大小一定的负荷。 额定寿命L（km）：一批相同的直线运动系统在相同条件下运行，其中90%不产生表面剥落而所能达到的总运行距离。直线运动系统的额定寿命L是根据基本额定动负载C和实际最大负荷F max按下式计算得到的： 滚珠直线运动系统寿命：L=(C/F max)3×50 滚柱直线运动系统寿命：L=(C/F max)10/3×100
导轨的选择
导轨的选型 分类介绍： 先说明一下，本文所说的直线导轨均指滚动直线导轨。种类按滚动体类型分有滚珠导轨滚珠、滚柱导轨，前者包括交叉滚珠导轨，而交叉滚柱导轨则可归于后者。按形状分有方轨（截面尺寸大致呈等边矩形）和扁轨（截面尺寸大致呈扁平的矩形），不说明的一般指方轨，扁轨的官方称呼是微型滚珠滑轨。按制造结构分又可分成2排滚珠（或滚柱，下同）导轨、4排滚珠导轨等等。型号编排介绍： 目前直线导轨市场标准化程度相对比较高，除某些日本品牌之外多数种类各品牌之间可以替换，这也整个传动机械产品市场的趋势。各厂家大致的型号编排规则有两类，一类是欧系，一类是日系，前者以德系产品为代表，编号比较复杂，主要是字母和数字混合编号，但是数字含义比较复杂，有的就干脆全是数字，中间以点号隔开，比如：123.123.12.123.1。日系产品以日本产 品为代表，编号相对简单一点，大致方式也是字母和数字，一般前面是数字，表示产品系列，后面的数字表示相关规格尺寸，例如轨的宽度、长度、滑块数量等，再后面的字母表示其他如形状精度等指标。上述描述是指大致编号原则，具体型号请参阅该品牌产品样本。 选型基本原则： 1---优先性能而不是价格：满足设计要求应是用户首先考虑的目标，然后找到恰当的供应商获得相对低价才是正途。机械产品特别是零部件行业极少有暴利情况，除高端品牌外如果忽略渠道因素你基本可以认为价高质优。 2---优先选择产品类型而不是品牌：作为用户，自豪于忠于某个品牌是愚蠢的，在适当的时候适当的场合选用不同品牌的产品十分必要。例：某用户电火花机装的是日本**K导轨，坏了一个滑块，保修期外需要订购，但是被厂家告之必须整套订购，7000多块，2.5个月到货，而台湾品牌****N类似型号只要2000多，现货。我以近10年本行业经验保证，这两个型号质量相差不大。但是换不了，为什么？因为原先的组合高和滑块安装孔不一样。(为避免广告嫌疑，品牌中部分字母以*代替） 3---优先考虑标准型号而非特殊型号：每个厂家的样本都会在同一个产品下列举很多规格，但实际上可能大部分都不生产或供货期很长，所以，非必要不要选用非常规规格，以避免在订货、交货期、维修等环节造成困扰。 4---优先考虑该品牌的持续供货能力而非单规格或单个订单：不要轻信任何厂家的打折促销（详见上海某某米网站广告：新用户打7折），导轨不是酱油，没有酿造和勾兑的成本区别。 5---在确定型号前先询问供应商：不要过于相信厂家样本，如果你仔细找一找，大概会在封底或封3最下边的某处看到这样的文字：“……本型录中所有参数仅供参考，我们会尽量使其正确但不能承诺完全无误。同时本公司保留未经预告便可更改产品参数的所有权利”，什么意思？你照这个样本买的东西可能和样本上的不一样，并且人家还可以不负法律责任。当然一般出现这样的问题人家会给你换，但耽误的时间是用户的。所以在选型时就和供应商及时沟通是必要的。 选型步骤和参数考量： 1---确定轨宽。 轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一，四排滚珠（也有部分两排珠的）的方轨现货产品一般有15、20、25（23）、30（28）、35（34）、
滚珠丝杠选型和电机选型计算
确定滚珠丝杠副的导程 根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为。X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。则丝杠导程为 max max 24000/ 5.390.994500 h P V i n =?=≈? 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为。则导轨静摩擦力： 000.0065009.84549.4F M g f N μ=??+=??+?= 式中： M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。 f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。 由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有： max min 60/6024/10144h n n v P rpm ≈=?=?= max min 049.4F F F N ≈≈= 滚珠丝杠副的当量载荷： max min 0249.43 m F F F F N +=≈= 滚珠丝杠副的当量转速： max min 1443 m n n n rpm += = 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算： 49.41253.0310010011 m w am a c F f C N f f ?===?? 式中： m n ——当量转速，max min 1443 m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时 ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1 a f ——精度系数，2级精度选择a f =1
上银直线导轨选型须知
1、上银直线导轨的精度： 运动精度：a.滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度；b.与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面的平行度。 综合精度：a.滑块上顶面与导轨基准底面高度H的极限偏差；b.同一平面上多个滑块顶面高度H的变动量；c.与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面间距离W1的极限偏差； d.同一导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面W1的变动量。 导轨上有超过两个滑块以上的导轨，只检验首尾两个滑块，中间的不做W1检验，但中间的W1应小于首尾的W1。 2、选择： 确定轨宽：轨宽指上银直线导轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一 确定轨长：这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。 确定滑块类型和数量：常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同，多数短型滑块只有2个安装孔。 滑块的数量应由用户通过计算确定，在此只推荐一条：少到可以承载，多到可以安装。滑块类型和数量与上银直线导轨宽度构成负载大小的三要素。 确定精度等级：任何厂家的产品都会标注精度等级，有些厂家的标注比较科学，一般采用该等级名称的第一个字母，如普通级标N，精密级标P。 确定其他参数：除上述4个主要参数外，还有一些参数需要确定，例如组合高度类型、预压等级等。预压等级高的表示滑块和上银直线导轨之间的间隙小或为负间隙，预压等级低的反之。感官区别就是等级高的滑块滑动阻力大，等级低的阻力小。凡一觉得表示方法得看厂家选型样本，等级数有3级的，也有5级的。等级的选择要看用户的实际使用场合，大致的原则是滑轨规格大、负载大、有冲击、精度高的场合可以选预压等级高一点的，反之选低一点。
滚珠丝杠选型和电机选型计算
1.滚珠丝杠及电机选型计算 1.1 确定滚珠丝杠副的导程 根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为0.99。X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。则丝杠导程为 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。 1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。则导轨静摩擦力： 式中： M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。 f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。 由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有： 滚珠丝杠副的当量载荷： 滚珠丝杠副的当量转速： 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算： 式中： m n ——当量转速，max min 1443 m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时 w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1 a f ——精度系数，2级精度选择a f =1 c f ——可靠性系数，一般选择c f =1 1.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算： 式中： s L ——预期运行距离，一般选择32410s L m =? 1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算： 式中： e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =6.7 m ax F ——丝杠副最大载荷 1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量δm ()?≤4/1~31m δ重复定位精度
直线导轨选型须知
直线导轨选型须知 1 / 1 运动精度：a.滑块顶面中心对导轨基准底面的平行度；b.与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面的平行度。 综合精度：a.滑块上顶面与导轨基准底面高度H 的极限偏差；b.同一平面上多个滑块顶面高度H 的变动量；c.与导轨基准侧面同侧的滑块侧面对导轨基准侧面间距离W1的极限偏差；d.同一导轨上多个滑块侧面对导轨基准侧面W1的变动量。 导轨上有超过两个滑块以上的导轨，只检验首尾两个滑块，中间的不做W1检验，但中间的W1应小于首尾的W1。 2、选择： 确定轨长：这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。 确定滑块类型和数量：常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同，多数短型滑块只有2个安装孔。 滑块的数量应由用户通过计算确定，在此只推荐一条：少到可以承载，多到可以安装。滑块类型和数量与 确定精度等级：任何厂家的产品都会标注精度等级，有些厂家的标注比较科学，一般采用该等级名称的第一个字母，如普通级标N ，精密级标P 。 确定其他参数：除上述4 个主要参数外，还有一些参数需要确定，例如组合高度类型、预压等级等。预压滑动阻力大，等级低的阻力小。表示方法得看厂家选型样本，等级数有3级的，也有5级的。等级的选择要看用户的实际使用场合，大致的原则是滑轨规格大、负载大、有冲击、精度高的场合可以选预压等级高一点的，反之选低一点。 凡一商城特别提示：1--预压等级与质量无关；2—预压等级与滑轨使用精度成正比，与使用寿命成反比。
导轨的选型和计算
导轨的选型及计算 按结构特点与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 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494012GGB 20B AL2P -? [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-?P 导轨的运动条件为常温,平稳,无冲击与震动 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。有利于提
高数控系统的响应速度与灵敏度。驱动功率小,只相当普通机械的十分之一。 2)承载能力大,刚度高。 3)能实现高速直线运动,起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。 4)采用滚动直线导轨副可简化设计,制造与装配工作,保证质量,缩短时间,降低成本。 导轨的长度: 由于导轨长度影响工作台的工作精度与高度,一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。 其公式为: L=H+S+△l-S1-S2 由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △l—封闭高度调节量 S1—滑块到上死点时,滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时,滑块露出导轨部分的长度 6、2 计算滚动导轨副的距离额定寿命 X方向的导轨计算 X方向初选导轨型号为4 940 12 GGB20B AL2P- ?,查表9、3-73[1]得,这种导轨的额定动,静载荷分别为Ca=13、6kN,Coa=20、3kN。 4个滑块的载荷按表9、3-48序号1的载荷计算式计算。 其中工作台的最大重量为: G=100×9、8=980N F1=F2=F3=F4=1/4(G1+F)=250N 1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为: L=(f h f t fc fa Ca/ fwPc) ε ?K=27166km 式中 L——额定寿命(km); Ca——额定动载荷(KN); P——当量动载荷(KN); Fmax——受力最大滑块所受的载荷(KN); Z——导轨上的滑块数;
北京CPC直线导轨的选型及安装方法
北京CPC直线导轨的选型及安装方法 CPC微型导轨选型第一步---确定轨宽 轨宽指滑轨的宽度。轨宽是决定其负载大小的关键因素之一，四排滚珠（也有部分两排珠的）的方轨现货产品一般有15、20、25（23）、30（28）、35（34）、45、55（53）、65（63），某些品牌最大只生产到45规格，有些小厂家可能只到30。期货产品也有85、120等，但大部分厂家不生产。 扁轨（微型滑轨，基本是两排滚珠）规格有3、5、7、9、12、15，上述6个规格又各有一个宽型规格（滑轨宽度是标准型的2倍，其中15型滑轨的安装孔是2列），一共12种，但是有些厂家不能生产7以下的型号，具体请咨询该品牌供应商。 注：（）中是实际轨宽。 导轨选型第二步---确定轨长 这个长度是轨的总长，不是行程。全长=有效行程+滑块间距（2个以上滑块）+滑块长度×滑块数量+两端的安全行程，如果增加了防护罩，需要加上两端防护罩的压缩长度。需要注意的是，事先问清楚该品牌该规格导轨整支的最大长度，超过这个长度是需要对接使用的。多数厂家整支长度最大是4000（微轨一般是1000），有些是3000，这和厂家的加工设备有关。需要对接并且用户想事先在机器上加工安装孔的情况下最好提供接口图纸。另一点请特别注意，导轨上的安装孔孔间距是固定的，用户在确定轨长时要注意位置，例：15的轨，长600。如果不告诉供应商需要的端部尺寸，一般到货的状态是10
个安装孔，导轨两端面到各自最近的安装孔中心的距离是30、30，但也有可能是其他尺寸。各品牌对端部尺寸的出货规定略有差异，多数是默认两端相等。还有一点，导轨的长度误差，一般品牌默认2000以下±1~2mm，2000~4000的±2~3mm，如果用户要求比较精确，最好在订购合同上注明误差值或提供图纸。这种情况供应商可能会收取附加加工费。 导轨选型第三步---确定滑块类型和数量 常用的滑块是两种：法兰型，方形。前者高度低一点，但是宽一点，安装孔是贯穿螺纹孔，后者高一点，窄一点，安装孔是螺纹盲孔。两者均有短型、标准型和加长型之分（有的品牌也称为中负荷、重负荷和超重负荷），主要的区别是滑块本体（金属部分）长度不同，当然安装孔的孔间距也可能不同，多数短型滑块只有2个安装孔。滑块的数量应由用户通过计算确定，在此只推荐一条：少到可以承载，多到可以安装。滑块类型和数量与滑轨宽度构成负载大小的三要素。导轨选型第四步---确定精度等级 任何厂家的产品都会标注精度等级，有些厂家的标注比较科学，一般采用该等级名称的第一个字母，如普通级标N，精密级标P。有些厂家以1、2、3、4、5表示精度从高到低，也有反过来的，总之以把客户弄糊涂为原则。用户若质疑其精度，可以查阅样本。精度是个综合概念，一般由滑块基准侧面相对同侧滑轨侧面的行走直线误差、组合高度误差，滑轨侧面至滑块基准侧面宽度误差、成对高度误差以及成对宽度误差构成。对于多数产业机械，普通级精度可以满足
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