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科普知識
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直線同步電機

中達PMI直線導軌的選型計算

發布日期:2022-04-17 點擊率:176

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  直線導軌具有低摩擦、使用方便的特點,一般被應用在負載不是很大、運動速度比較高的場合。目前被廣泛使用在需要做各種直線運動的機器設備上。如何通過比較合理的計算獲取主要參數二選擇合適的直線導軌,對于機器設備的精度、壽命以及降低成本具有很重要的意義。

  1.類型選擇
  目前市場上直線導軌的生產廠家很多,各個廠家的型號命名和類型有所不同。中達PMI的直線導軌類型比較齊全,基本上可以完全覆蓋市場上的所有需求,其主要的類型有自調心全鋼珠重負荷型(MSA)、自調心全鋼珠低組裝型(MSB)、全不銹鋼微小型(MSC)、全滾柱重負荷型(MSR)、靜音鋼珠(柱)重負荷型(SME/R)。

  直線導軌的選型主要是依據不同的導軌特點和設計要求進行選擇,PMI直線導軌依據使用經驗可以參照表1選擇。

  1 中達PMI直線導軌主要類型及適用設備



類型

適用設備

 

類型

適用設備

自調心全鋼珠重負荷型(MSA)

數控機床

全滾柱重負荷型(MSR)

龍門設備
電火花設備

自調心全鋼珠低組裝型(MSB)

產業機器
電子設備
測試平臺

靜音鋼珠重負荷型(SME)。

數控機床
工業機器人
醫療器械

全不銹鋼微小型(MSC)

檢測機器
醫療器械

靜音鋼柱重負荷型(SMR)。

龍門設備
電火花設備


  2.精度選擇
  直線導軌的精度包括:

  1.行走平行度(動態精度)。包括滑塊C面(上表面)相對滑軌A面(底面)的行走平行度,滑塊D面(滑塊側基準面)相對滑軌B面(滑軌側基準面)的行走平行度。

  2.幾何尺寸精度。包括高度H的尺寸容許誤差,高度H的成對相互差(△H)、寬度W2的尺寸容許誤差、寬度W2的成對相互誤差(△W2)。精度具體含義如下圖1。


圖1 直線導軌的精度示意圖

  精度等級根據誤差的容許范圍分為:普通級(N)、高級(H)、精密級(P)、超精密級(SP)、超高精密級(UP),具體的相應等級對應的容許誤差值可以查閱PMI的相關樣本手冊。根據一般的使用經驗給出數控機床的等級選擇參考。如表2所示。

  表2直線導軌精度等級適用數控機床類型參考


機床類型

機床坐標

精度等級

 

機床類型

機床坐標

精度等級

數控鏜銑床

X/Y/Z

SP/P /P

數控磨床

X/Y/Z

SP/P/P

電火花機床

X/Y/Z

SP/P /H

數控車床

X/Z

P/P&H/H

數控雕刻機

X/Y/Z

H/H/H&N/N/N

普通機床

X/Y/Z

H/H/H&N/N/N

數控十字臺

X/Y

P/H

線切割

X/Y

P/P&H/H


  3.滑塊載荷計算
  在一般的設備上工作臺多采用4個滑塊的直線導軌來承載水平運動,4個滑塊承載的工作臺水平運動載荷受力情況如圖2所示。


圖2 滑塊工作臺水平運動載荷受力圖

  如果還有其它類型的受力情況,可參閱PMI樣本手冊中的計算圖例說明。

  4.預壓等級的確定
  預壓力的大小決定了導軌的剛性大小,同時可以消除一定的滑塊徑向間隙,實驗證明預壓的效果可以提高未預壓時直線導軌的剛性2。8倍。PMI的直線導軌預壓等級分為:輕預壓(FC),中預壓(F0),重預壓(F1),超重預壓(F2)四個等級。正確的選定直線導軌的預壓力對設備的剛性具有很大的影響。根據一般的使用經驗給出表3的預壓等級參考。

  3 預壓等級使用條件及應用行業參考


預壓等級

使用條件

應用行業

輕預壓(FC)

精度要求不高,滑動阻力小

產業機械、木工機械、數控雕銑機

中預壓(F0)

單軸、懸臂、高精度

電子設備、測量設備、直線機器人

重預壓(F1)

沖擊大、高剛性、高負載

重載數控機床

超重預壓(F2)

超高負荷、超重切削

超重型機械設備


  5.按照壽命要求選擇
  直線導軌的壽命L根據實際所承受載荷有所不同,一般可以根據滑塊的基本額定動負荷C和工作負荷P推算使用壽命,直線導軌的使用壽命會隨著使用運動狀態、滾動面的硬度與環境溫度的而變化,依據循環滾動體類型,選用圖3的鋼珠/鋼柱直線導軌壽命計算公式:

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