导轨设计及寿命计算Word格式.docx
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(3)滚动摩擦(固体)(滚动导轨)
滚动导轨的磨损形式为疲劳磨损和压溃现象。
即,滚动体施压,被施压点弹性变形、恢复,再…,反复循环一定次数后,产生疲劳,出现点蚀。
更严重的,将会压出凹坑,这就是压溃现象,这种破坏也是不允许发生的。
4・按受力情况分开式
(a)0>
)
图87开式学轨和闭式仔轨
闭式
2上存戟
二、导轨的基本要求
导向精度;
耐磨性;
低速运动平稳性;
刚度。
三、导轨设计的步骤
第二节滑动导轨
普通滑动导轨通常与支承件做成一体。
运动导轨相对固定导轨,总是朝着一个确定的方向运动。
所以,导轨副间的定位应消除五个自由度。
一、滑动导轨的结构
1.直线滑动导轨的截面形状
现在,滑动导轨的截面形状和尺寸巳经标准化。
即图8・2所示的:
(a)矩形;
(b)三角形;
(c)燕尾形;
(d)圆形。
(a}(b)(c)(d)
IS&
-2TC线滑动导勉的號面形茨
另外,根据导轨副中固定导轨的凹凸状态,可将导轨分为:
凸形导轨一一固定导轨凸起状态。
(用于速度较低场合)凹形导轨——固定导轨凹下状态。
(用于速度较高场合)
[注]图8・2中的(Q和(c),在实际中均需留出间隙用以调整。
(1)矩形导轨
矩形导轨:
结构简单,承载能力强。
安装和调整较方便(见图8-3b),但磨损后不能自动补偿间隙。
(2)三角形导轨
凸三角形又称“山形”,凹三角形又称“V形”。
当三角形导轨水平布置时(三角形导轨一般水平布置),若切削力不大,在重力作用下,能自动贴紧定位面,则不需要调整。
另外,导轨磨损后能自动补偿间隙。
三角形导轨:
导向性好。
(3)燕尾形导轨
燕尾形导轨:
尺寸小、抗颠覆;
制造困难。
调整比矩形困难。
导轨磨损后不能自动补偿间隙。
甩HR导机的组合
(4)圆柱形导轨
圆柱形导轨:
制造工艺性好。
但圆柱形导轨磨损后无法调整间隙,因此主要用在一些承受纯轴向力(如拉床),或受力较小(如布磨机和机械手)的场合。
2.直线运动导轨的组合形式(图8・3)
3.圆周运动导轨
二、导轨的间隙调整装置
1.间隙调整方法
(1)压板
如果导轨副水平放置,上导轨所带支承件足够重,且工作时不存在颠覆力矩,则矩形或三角形导轨可不必采用闭式导轨(燕尾形或圆柱形不存在此问题)。
否则,用“压板”。
压板——调整间隙并承受颠覆力矩。
由于被压紧,所以需
考虑调整间隙的大小。
(见图8・5)
m8、矩形导戲上常用的三种压板结构
(2)镶条
镶条用来调整矩形导轨和燕尾形导轨的侧隙,以保证导轨副的正常工作。
平镶条——沿间隙方向,镶条的全长厚度相等;
平镶条的调整见图8・6(a)o
斜镶条——沿间隙方向,镶条的全长厚度呈一角度变化;
斜镶条的调整见图8・6(b)。
图&
$廉条的凋节
2.镶条的安放位置和导向面的选择
h
[注]图8・7为窄导向结构形式;
宽导向结构形式见图8・3b。
第三节其它类型导轨
阳&
8卸備导轨
I.6—工忙$軌1?
.«
!
肋与
一、卸荷导轨
3—滾攻I输承:
4-借子:
可以是机械式,也可以是液压式,
图8・8是机械式卸荷导轨。
主导轨面(导向、承受主要载荷)
卸荷导轨(承受部分载荷)
(适用于:
大、重型机床:
蒂密机床)
二、动压导轨
<
a)⑹
関「9动压导蚪的油腔
原理:
与多油楔动压轴承相同。
[注]轴承单向性,导轨双向性。
形成压力油楔的条件:
①运动速度必须高于一定数值;
2油腔沿运动方向间隙逐渐减小。
速度越高,油楔承载能力越强。
所以,
适用于:
主运动导轨(如:
立式车床和龙门刨床的工作台导轨)
三、静压导轨
与静压轴承相似。
[注]动压导轨:
启动及低速时,具有干摩掠现象;
静压导轨:
无干摩擦现象。
四、滚动导轨
目前,在数控机床上巳普遍采用滚动导轨。
相当于滚动轴承,在动、静导轨间安放滚动体,变滑动摩擦为滚动摩擦。
滚动导轨的优点:
1运动灵敏度高(一般滑动摩擦系败:
静〜为0.2〜0.4;
动〜为
0.1〜0.2)
2动、静摩擦系数极为接近(基本可消除爬行现象)
3所需牵引力小,移动轻便(功率消耗少)
4定位精度高
5精度保持性好
6润滑简单(广泛采用脂润滑)
滚动导轨的缺点:
1抗振性差
2防护要求商(对赃物很敏感)
3成本高
1.滚动体不做循环运动的滚动导轨(图8-11)
(1)滚珠导轨
图8-1la:
闭式。
刚度低,承载能力较小,适用于载荷较小的机床。
(2)滚柱导轨
图8-1lb:
开式。
结构简单,成本低,使用方便,应用较多。
图8-1lc:
滚柱十字交叉,可承受多向载荷,结构相对紧凑,精度和刚度较高;
但制造比较困难。
图8-11直戏运动滚动9轨
(3)滚针导轨
承载能力强,,摩擦力较大。
适用于结构尺寸受限制的场合。
2.滚动体不做循环运动的滚动导轨
(1)直线滚动导轨副(简称“直线导轨”)
图8-17是直线导轨的装配结构形式
RlKI?
直线液动/軌嗣的枉就」一导轨条$A功肆軌体13-摘廉
图848是直线导轨的工作原理
何
L;
图「19直煤滚动导轨
L滚珠I2-felAfti3.3密封成,4
令一滑块.6油嘖・7—导轨条
第四节导轨的材料与热处理
一、铸铁导轨
导轨常用的铸铁有:
灰铸铁、孕育铸铁、耐磨铸铁等。
灰铸铁常选用HT200e
孕育铸铁常选用HT300。
其耐磨性商于灰铸铁,但较硬脆,不易刮研,且成本较高。
常用于较精密的机床导轨。
耐磨铸铁中应用较多的是高磷铜钛铸铁及飢钛铸铁。
与孕育
铸铁相比,其耐磨性提高1~2倍,但成本较高。
常用于精密机床导轨。
铸铁导轨可进行表面淬火以提高其耐磨性。
导轨表面的淬火加热方法有:
感应加热和火焰加热等。
感应加热有商频加热(淬硬层1.5〜3mm)和中频加热(淬硬层2〜3mm)两种,火焰加热的淬硬层较深,但热变形较大,感应和火焰淬火后都必须进行磨削加工。
另外,电接触淬火淬硬层较浅,效果不大。
目前主要用于维修。
二、钢导轨
钢导轨可镶接到铸铁或钢焊接件上。
常用材料有:
45或40Cr,表面淬硬至52〜58HRC;
或20Cr、20CrMnTi等,经渗碳并淬硬至56〜62HRC。
钢导轨成本高,工艺性较差,尤其是不能刮研,用于滑动导轨中较少。
三、有色金属导轨
常用于重型机床的动导轨上,与铸铁的支承导轨搭配,以防止咬合磨损。
四、塑料导轨(又称“贴塑导轨”)
通过粘接或喷涂,把塑料覆盖在动导轨表面上,称为~。
塑料导轨的优点是:
摩擦系数低;
抗咬合磨损能力强(自润滑能力强);
低速时不易出现爬行;
加工简单,工艺性好;
化学稳定性好(耐水、耐油);
成本低。
塑料导轨的缺点是:
易蠕变且承载能力低;
接触刚度低;
导热性差等。
适用于中、小型精協机床和数控机床;
也可用于重型机床上
承载不太大的进给导轨;
用于竖直导轨更显示其优点。
五、导轨材料的搭配
衷52导轨材料的描配
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第五节导轨的防护
1.刮板式
m8-20刮板武商护装聊
I.4金脇胡板丨2,5-覆皮
2.导轨两侧的防护(附图b)
IF5-30昴轨的谢护
3.防护單(附图c.d)
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