直線滑臺(tái)系統(tǒng)可能是運(yùn)動(dòng)控制行業(yè)中最多樣化的產(chǎn)品組。有許多配置可供選擇,并且性能特征差異很大,因此為您的應(yīng)用選擇正確的直線滑臺(tái)系統(tǒng)可能具有挑戰(zhàn)性。要考慮的一個(gè)基本特征是導(dǎo)軌性能,主要是基于速度、承載能力和力矩載荷限制。直線滑臺(tái)系統(tǒng)的負(fù)載極限取決于滑塊的方向和移動(dòng)質(zhì)量的位置。因此,仔細(xì)考慮系統(tǒng)是由單軸組成還是需要多軸,例如在平臺(tái)或龍門系統(tǒng)中。
空間限制可能是選擇過(guò)程中的另一個(gè)決定因素。例如,與系統(tǒng)的總長(zhǎng)度相比,基礎(chǔ)尺寸、橫截面和沖程長(zhǎng)度比將有助于縮小合適的選擇范圍。系統(tǒng)選擇中需要考慮的其他特性包括成本、運(yùn)行平穩(wěn)性、噪音以及設(shè)計(jì)者的偏好或?qū)?dǎo)軌系統(tǒng)的熟悉程度。
直線滑臺(tái)系統(tǒng)的類型
1.圓形導(dǎo)軌
使用圓形導(dǎo)軌的直線滑臺(tái)系統(tǒng)可選擇滾珠襯套或滑動(dòng)襯套。它們可以是自由跨度或完全支撐在工字梁結(jié)構(gòu)上。由于軌道的偏轉(zhuǎn),圓形軸系提供了低到中等的承載能力。載荷極限很大程度上取決于導(dǎo)軌的長(zhǎng)度,因?yàn)閷?dǎo)軌被設(shè)計(jì)成在每一端被支撐。導(dǎo)軌越長(zhǎng),當(dāng)導(dǎo)軌受到徑向載荷時(shí),潛在的變形就越大。
當(dāng)使用圓形導(dǎo)軌時(shí),更大直徑的導(dǎo)軌可以在需要時(shí)提供更高的載荷極限。然而,還需要具有更大外徑的襯套,這通常導(dǎo)致空間限制。圓形導(dǎo)軌非常適合垂直應(yīng)用,在垂直應(yīng)用中,負(fù)載不會(huì)影響導(dǎo)軌,因?yàn)檩S上很少或沒(méi)有橫向負(fù)載。此外,循環(huán)球襯套提供低摩擦,并可沿行程長(zhǎng)度平穩(wěn)運(yùn)行。
基于圓形外徑和在實(shí)際裝配中找到捕獲它的方法,圓形導(dǎo)套的設(shè)計(jì)友好性可能較低。軸兩端的高度和整體位置應(yīng)設(shè)計(jì)成對(duì)齊,以確保整個(gè)系統(tǒng)的對(duì)齊。正確設(shè)計(jì)的端部安裝有助于使這種對(duì)準(zhǔn)更加容易。或者,圓形軸系可以安裝在完全支撐導(dǎo)軌并消除歪斜問(wèn)題的結(jié)構(gòu)上。在許多情況下,可以使用直徑較小的導(dǎo)軌。導(dǎo)軌安裝在工字鋼支架上,底座有安裝腳,可以沿整個(gè)行程長(zhǎng)度固定直線導(dǎo)軌系統(tǒng)。這種配置支持重物的移動(dòng),是工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。
圓形直線導(dǎo)軌系統(tǒng)也可以提供塑料導(dǎo)套。這些低摩擦滑動(dòng)軸承通常與PTFE添加劑結(jié)合使用,成本低,通常比循環(huán)球襯套小。盡管由于尺寸減小,塑料導(dǎo)套可以提供更高的設(shè)計(jì)靈活性,但它們是為輕負(fù)載應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。
雖然被認(rèn)為是低摩擦,但在帶有圓形導(dǎo)軌和塑料導(dǎo)套的直線導(dǎo)軌系統(tǒng)中,摩擦阻力更高。電機(jī)的尺寸應(yīng)該足夠大,以考慮移動(dòng)支架所需的更高扭矩。這種摩擦軸承的缺點(diǎn)是不能很好地支撐懸臂或力矩載荷。結(jié)果,摩擦力顯著增加,并且可能發(fā)生粘附。此外,由于襯套間隙和材料變形,系統(tǒng)的剛度大大降低。盡管有其局限性,塑料滑套非常適合多塵和骯臟的環(huán)境,并且可能不需要波紋管或蓋板來(lái)保護(hù)導(dǎo)軌。型材導(dǎo)軌
輪廓導(dǎo)軌(通常稱為方形導(dǎo)軌)提供了一個(gè)低摩擦和平穩(wěn)的導(dǎo)軌系統(tǒng),具有高精度和剛性。方形導(dǎo)軌設(shè)計(jì)用于支撐重心位于導(dǎo)軌正上方的負(fù)載,并提供處理力矩負(fù)載的能力。方形導(dǎo)軌在稱為手推車、卡車或有效載荷連接支架的滑塊中使用循環(huán)球。
方形導(dǎo)軌可垂直或水平安裝。水平安裝時(shí),要考慮直線導(dǎo)軌系統(tǒng)是否水平安裝,載荷是否放在滑塊頂部、側(cè)面或倒置。對(duì)于力矩載荷,在偏航、俯仰和滾動(dòng)方向上的輪廓導(dǎo)向組件的額定值是不同的。因此,必須小心不要超過(guò)基于安裝位置的負(fù)載極限。如果超過(guò)負(fù)載,每個(gè)導(dǎo)軌可以使用兩個(gè)滑塊。然而,它可能會(huì)減少?zèng)_程長(zhǎng)度或需要更長(zhǎng)的總長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的沖程。如果空間限制是一個(gè)因素,可以使用更長(zhǎng)的滑塊來(lái)設(shè)計(jì)輪廓導(dǎo)軌,以處理更高的力矩負(fù)載。許多輪廓導(dǎo)軌系統(tǒng)還提供更寬的導(dǎo)軌和更寬的滑塊選項(xiàng)。
由于滑塊的平面安裝表面和用于固定移動(dòng)基座或配合部件的螺紋孔,輪廓導(dǎo)軌在安裝設(shè)計(jì)中具有更多的通用性。此外,當(dāng)配合部件具有稍微凸起的銑削或磨削肩部以用作定位邊緣或基準(zhǔn)時(shí),輪廓導(dǎo)軌的對(duì)準(zhǔn)相對(duì)簡(jiǎn)單。組裝過(guò)程中,可將型材導(dǎo)軌的邊緣向上推靠在肩部,以確保正確對(duì)齊。
2.滾軸滑梯
滾柱滑軌為線性系統(tǒng)導(dǎo)向提供了一種非常經(jīng)濟(jì)的方式,通常由輕質(zhì)鋁制成。托架上有四個(gè)滾輪,在硬化的軸上運(yùn)行。滾子滑軌適用于需要高速、大軸向載荷和力矩載荷的應(yīng)用。除了為線性運(yùn)動(dòng)和低設(shè)計(jì)輪廓提供穩(wěn)定和精確的方法之外,與循環(huán)球?qū)?yīng)物相比,它們還是低噪音的解決方案。
3.交叉滾輪滑軌
交叉滾子直線滑臺(tái)系統(tǒng)在V形槽滾道中有圓柱滾子(而不是循環(huán)球)。滾輪具有交替的90度模式來(lái)支撐負(fù)載。成本比其他導(dǎo)軌高,但有額外的好處。交叉滾子導(dǎo)軌具有良好的剛性和穩(wěn)定性,噪音低,運(yùn)行平穩(wěn)。它們是專為需要非常高的負(fù)載和力矩負(fù)載的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。
4.擠壓導(dǎo)軌
制造直線滑臺(tái)系統(tǒng)的最經(jīng)濟(jì)的方法之一是擠壓成型。內(nèi)置特征可以用作部件本身的導(dǎo)向和防旋轉(zhuǎn)功能。一般來(lái)說(shuō),這些都是摩擦滑塊,在具有內(nèi)在或外在形狀的軌道上運(yùn)行。設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性使得擠壓導(dǎo)軌在空間有限的應(yīng)用中非常有用。雖然擠壓導(dǎo)軌的精度和剛度可能沒(méi)有其他可用的選項(xiàng)高,但在其他導(dǎo)軌無(wú)法滿足技術(shù)要求時(shí),它可能是一種理想的解決方案。
如何選擇最佳的直線滑臺(tái)系統(tǒng)?
所提供的直線滑臺(tái)系統(tǒng)的成本和性能特征必須重疊。在這些情況下,為原始設(shè)備制造商設(shè)計(jì)定制系統(tǒng)的能力有助于確定選擇哪個(gè)選項(xiàng)作為項(xiàng)目的基礎(chǔ)。環(huán)境問(wèn)題也可能是一個(gè)決定性因素。考慮各種要求,例如潔凈室的灰塵/污垢兼容性選項(xiàng)、高溫或低溫要求,以及是否需要工業(yè)強(qiáng)度或食品級(jí)材料。這些條件將顯著影響系統(tǒng)設(shè)計(jì)和決策,例如當(dāng)使用螺桿和滾珠螺桿時(shí),組合材料是否需要特定的化學(xué)電阻率或低除氣特性。選擇直線滑臺(tái)系統(tǒng)的供應(yīng)商也應(yīng)該考慮您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)決策。例如,一些制造合作伙伴在發(fā)貨前提供先進(jìn)的組裝能力和測(cè)試服務(wù)。因此,他們提供開(kāi)箱即用的交鑰匙解決方案,可以幫助您減少裝配時(shí)間,消除對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題,節(jié)省寶貴的時(shí)間和金錢。
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