直動導(dǎo)向零件,在移載?搬運?定位?組裝等自動化領(lǐng)域的運動機構(gòu)中最為常用。
這里通過同時對[1] 直線軸承、[2] 滑動導(dǎo)軌、[3] 無油襯套3種直動導(dǎo)向零件的比較說明,著重介紹一下直線軸承的使用方法。
(1) 直動軸承的特征比較
對3種直動導(dǎo)向零件的特征進行一下大致的比較,總結(jié)如下表。
下面介紹一下上面的特征和構(gòu)造上的關(guān)聯(lián)。
(2) 直動導(dǎo)向零件的特征和構(gòu)造的關(guān)聯(lián)
1)承載特性方面的性能差異
■ 直線軸承和無油襯套
a)組裝有直線軸承或無油襯套的可動元件,一般是裝配在兩端采用支撐構(gòu)造的軸(導(dǎo)軌)上來實現(xiàn)其運動機能的。承載大載荷的情況下、軸容易變形 (【照片1】)。
(此外、垂直方向上直動導(dǎo)向時,由于軸無需支撐可動組件的載荷,可采用忽略載荷問題的簡易結(jié)構(gòu)。
■ 直線導(dǎo)軌
b)可動組件是在固定于基座的導(dǎo)軌上運動,承載特性優(yōu)異(【照片2】)
直線軸承、無油襯套 ⇒在兩端被固定的軸(導(dǎo)軌)上運動 ⇒輕?中載荷的直線運動
直線導(dǎo)軌 ⇒在固定于基座的導(dǎo)軌上運動 ⇒輕?重負載的直線運動
2)摩擦系數(shù)方面的性能差異
在這里,導(dǎo)向滑動方法的差異(滾珠滑動或表面滑動)決定性能差異。摩擦系數(shù)的差異,直接關(guān)系到驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的選擇。
a)摩擦阻力小=摩檫力小=用小轉(zhuǎn)矩電機可驅(qū)動=將回轉(zhuǎn)換為直動
b)摩擦阻力大=摩檫力大=需要大轉(zhuǎn)矩或推力驅(qū)動=用直動氣缸直接驅(qū)動
■使用上的注意點
1、摩擦系數(shù)的大小會影響到驅(qū)動設(shè)備的能力以及運動時的發(fā)熱量。無油襯套不適用于工作條件為發(fā)熱量較大的連續(xù)高速運動
2、采用氣缸的情況下,不能像電機一樣控制初始/停止時的速度,可通過安裝減震阻尼器等柔性制動機構(gòu),來實現(xiàn)高速運動和振動抑制。
3)導(dǎo)向精度方面的性能差異
基本上是由軸承和導(dǎo)軌間的間隙來決定的性能。
a) 直線軸承采用圓柱形軸作為導(dǎo)軌,軸承和導(dǎo)軌之間的間隙采用「間隙配合:g6」或者「過渡配合:h5」,保持微小「間隙」狀態(tài)進行滑動。
b) 直線導(dǎo)軌采用專用的導(dǎo)軌,小間隙型(0?3μm)或加壓型(-3?0μm)那樣的高精度軸承和導(dǎo)軌成對使用。
c) 無油襯套與直線軸承相比,與導(dǎo)軌(軸)之間的間隙較大,導(dǎo)向精度較低。
■使用上的注意點
直線軸承和直線導(dǎo)軌,各自滾珠和導(dǎo)軌間的接觸狀態(tài)不同。直線軸承為點接觸狀態(tài),接觸部局部承受較大載荷。直線導(dǎo)軌的導(dǎo)軌與滑塊滾珠接觸部采用凹槽形狀,使得滾珠與導(dǎo)軌面呈面接觸狀態(tài),接觸部載荷呈分散狀態(tài)。在滑動部接觸狀態(tài)方面兩者的承載特性也存在差異。(【圖1】【圖2】)
直線軸承 ⇒點接觸狀態(tài) ⇒局部垂直載荷分布 ⇒不適合大載荷條件
直線導(dǎo)軌 ⇒面接觸狀態(tài) ⇒分散垂直負載分布 ⇒可承受較大載荷
4)關(guān)于耐環(huán)境性和可維護性
這種性能差異是由構(gòu)成材料的差異決定的。
a) 直線軸承和直線導(dǎo)軌由于潤滑油(潤滑脂)的效果可實現(xiàn)長期可靠性,因此在工作環(huán)境不能超出潤滑油的耐環(huán)境性指標。
b) 無油襯套一般用于無潤滑油也可實現(xiàn)其性能的工作環(huán)境,耐環(huán)境性和可維護性好。