(1)軸承的軸承長度和導(dǎo)向性能
直線軸承根據(jù)軸承長度可分為4種類型:[1] 單襯型、[2] 雙襯型、[3 ]加長型以及購買者自行設(shè)計(jì)型 [4] (采用2個(gè)單襯型的專用設(shè)計(jì))。軸承長度差異直接關(guān)系到下面的導(dǎo)向性能。
a)承載性能
b)導(dǎo)向精度
a)軸承長度和承載性能的關(guān)系
軸承越長則軸承支撐點(diǎn)越多、各軸承接觸點(diǎn)所需承載載荷越小。這一結(jié)論可根據(jù)[1] 、[2] 、[3] 種類的直線軸承長度不同,額定載荷依次增大的實(shí)際情況分析得出。
因此,選擇軸承長度較長的直線軸承,能夠提高產(chǎn)品承載性能(=壽命增長、可靠性增加)(【圖1】)。
b)軸承長度和導(dǎo)向精度的關(guān)系
軸承長度越長,導(dǎo)向精度越高。
1)通過平均化導(dǎo)軌(軸)的導(dǎo)向誤差,來提高產(chǎn)品精度(平均化效果:參照注記)(【圖2】)。
2)通過減小與導(dǎo)軌(軸)之間的間隙誤差,來提高產(chǎn)品精度(【圖3】)。
※軸承的平均化效果:通過增大直動(dòng)導(dǎo)軌軸承長度來增加軸承支撐數(shù)量,使導(dǎo)軌表面的誤差因素(表面粗糙度及彎曲變形量)被平均化,誤差因數(shù)的影響被抑制在一半以下。
因此通過增加軸承長度,可以提高承載性能和導(dǎo)向精度。所以類型 [4] (采用2個(gè)單襯型的專用設(shè)計(jì))直線軸承常被用于某種程度的高精度工作環(huán)境下。(【圖4】)
(2)導(dǎo)軌(軸)變形量的計(jì)算說明(【圖5】)
直線軸承和軸構(gòu)成的直動(dòng)機(jī)構(gòu)中,軸的變形量可以通過下列公式進(jìn)行計(jì)算。
δ=W?a3?b3/(3?E?I?L3)
a:從支撐端點(diǎn)到載荷位置的距離
b: a反方向側(cè)支撐端點(diǎn)到載荷位置的距離
L:軸的支撐間距
E:楊氏模量
I:截面二階矩
I=π?d4/64≈0.05d4
d:軸直徑
W:直線軸承所承受的負(fù)載 (單位N)
當(dāng)a=b=L/2時(shí),δ=W?L3/(9.6?E?d4)
由此可知
如果要減小軸的變形量,應(yīng)采用加粗軸徑(4倍效果)或縮短軸支撐間距(3倍效果)的設(shè)計(jì)思路。
(3)零件材質(zhì)及表面處理的特征和應(yīng)用例
直線軸承的構(gòu)成材料、表面處理和應(yīng)用例如下表。
表面處理的特性比較