高速直線導軌/ z. V$ M R' `$ p5 Q
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直線運動，在我們的日常生活環境和工作環境中幾乎無所不在。從工業技術的角度來看，直線運動有如下幾個衡量指標：剛性，精度和速度；不同的應用場合，對直線運動有不同的要求；比如機床行業，對直線運動的主要要求是剛性和精度，用來實現精密的運動軌跡控制；自動上下料，對直線運動的主要要求是速度和剛性，用來實現快速的點到點的點位控制，這就需要用到高速直線導軌。
目前，全世界范圍內，用來實現直線運動的直線導軌，主要是滾珠直線導軌和滾輪直線導軌。滾珠直線導軌，主要應用在高剛性和高精度的應用場合，比如機床行業；而滾輪直線導軌，主要應用在要求高速的工廠自動化項目中，其最高線速度可超10m/s，是高速直線導軌的典型代表。
一：滾輪直線導軌的高速特性：
在很多工廠自動化的項目中，并不需要機床行業要求的高剛性和高精度，要求的是適當精度和剛性條件下的高速度，滾輪直線導軌就非常適合這種應用。HEPCO滾輪直線導軌是通過V型軸承在V型導軌面上，或者外球面滾輪軸承在方型導軌面上滾動實現的高速直線運動；滾輪直線導軌在自動上下料，桁架機械手等工廠自動化的項目中得到了廣泛的應用：
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HEPCO高速直線導軌的如下特性，使得其適合線速度超10米每秒的高速應用：
1 滾輪軸承的精度等級為P4，有些精度指標達P2，游隙得到了精確的控制，確保滑塊高速運行時的平穩性。
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6 O9 F: g6 P3 {/ i7 f# T: t* w 2 滾輪軸承外圈的V型槽面或圓弧滾道面，經過表面淬硬，硬度達HRC60；導軌表面也經過表面淬硬，硬度達HRC60；這樣可確保高速運行情況下，導軌的長使用壽命。
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3 導軌采用了表面淬硬工藝，芯子依然是軟的；所以導軌的剛性和韌性得到了很好的平衡。適合頻繁加減速的高速應用。
4 滾輪軸承采用了精密的密封工藝和高品質的潤滑脂，高速運行時，滾動體和滾道之間的潤滑依然充分，并進行了良好的散熱；這樣才可保證滾輪軸承的終生免維護。
5 滾輪軸承和導軌之間的滾動，是在開放的空間中進行的，而不是在一個密閉的小空間里進行的，這很好地解決了高速運行時的散熱問題。
基于同樣原理的滾輪圓弧導軌，同樣具有優秀的高速運行性能，最高圓周運行線速度可超5米每秒：
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二：滾珠直線導軌的高速應用適應性：
滾珠直線導軌，不是很適合高速應用，如下是從產品設計的角度出發的分析：
滾珠直線導軌的滾動導軌副具有傳動效率高，承載能力和動靜剛度均較高的特點，故廣泛應用于各行各業。導軌和滑塊的圓弧滾道均經過淬火和精磨；鋼球從導軌和滑塊的承載滾道通過后，進入反向器的卸載滾道，從而實現鋼球的無限循環運動和滑塊的往復直線運動，如下圖所示：
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滑塊快速移動時，鋼球從承載滾道進入方向器，然后再進入滑塊的反向孔中。鋼球在反向器中的運動，沿著180度的半圓弧運動，不停地改變運動方向，直到最后完全實現反向運動；反向孔的壁不停地施加阻力于鋼球上，促使其改變運動方向。不管速度快慢，鋼球一直對反向器有沖擊。如果速度很快，那對方向器的沖擊就會太大，不但反向器的損耗加快，而且會產生很大的噪音。
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鋼球和導軌間的接觸角為45度，故鋼球運轉時的自轉軸線的空間方向不斷變化，無定向規律可循；根據理論力學原理，這種運動會產生陀螺力矩，陀螺力矩將使鋼球沿著滾道滑動。高速運動時，這種滑動效應非常顯著，會產生很大的滑動摩擦力，噪音將非常巨大，滾道的損耗將加快。0 {/ O' n, G& w9 \+ g
* O } u# T' G! Q高速應用時，散熱是非常重要的。滾珠直線導軌的諸多滾珠，是在一個密閉的腔體里，在滾道上滾動的，不容易散熱；散熱不好，會導致滑塊的預緊力變大，使得運行阻力加大甚至卡死。
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上述特點，使得滾珠直線導軌不是很適合高速的應用場合，除了損耗快之外，噪音還很大。
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樓主: 邋遢xy
發表于 2013-11-2 09:38:09
