導軌的選型及計算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上導軌的選型及計算按結(jié)構(gòu)特點和摩擦特性劃分的導軌類型見表6-15,各類導軌的主要特點及應用列于表中。表6-1 導軌類型特點及應用導軌類型主要特點應用導軌類型主要特點應用滑動導軌1, 結(jié)構(gòu)簡單,使用維修方便。2,未形成完全液體摩擦時低速易爬行 3,磨損大壽命低,運動精度不穩(wěn)定普通機床,冶金設備上應用普遍滾動導軌1,運動靈敏度高,低速運動平穩(wěn)性好,定位精度高。2,精度保持性好,磨損少,壽命長。3,剛性和抗振性差,結(jié)構(gòu)復雜成本高,要求良好的保護廣泛用于各類精密機床,數(shù)控機床,紡織機械等塑料導軌1,動導軌表面貼塑料軟帶等與鑄鐵 或鋼導軌搭配,摩擦系數(shù)小,且動靜摩擦系數(shù)搭配,不易

2、爬行,抗摩擦性能好。2,貼塑工藝簡單。3,剛度較低,耐熱性差容易蠕變主要應用與中大型機床壓強不大的導軌應用日益廣泛動壓導軌1,速度高(90m/min600m/min),形成液體摩擦2,阻尼大,抗陣性好 3,結(jié)構(gòu)簡單,不需復雜供油系統(tǒng),使用維護方便4,油膜厚度隨載荷與速度而變化。影響加工精度,低速重載易出現(xiàn)導軌面接觸主要用語速度高,精度要求一般的機床主運動導軌鑲鋼,鑲金屬導軌1,在支撐導軌上鑲裝有一定硬度的不鋼板或鋼帶,提高導軌耐磨性,改善摩擦或滿足焊接床身結(jié)構(gòu)需要。2,在動導軌上鑲有青銅只類的金屬防止咬合磨損,提高耐磨性,運動平穩(wěn)精度高鑲鋼導軌工藝復雜,成本高。常用于重型機床如立車,龍門銑床的

3、導軌上靜壓導軌1,摩擦系數(shù)很小,驅(qū)動力小。2,低速運動平穩(wěn)性好 3,承載能力大,剛性,吸陣性好4,需要一套液壓裝置,結(jié)構(gòu)復雜,調(diào)整困難各種大型,重型機床,精密機床,數(shù)控機床的工作臺6.1 初選導軌型號及估算導軌長度X方向初選導軌型號為 6具體數(shù)據(jù)見機械設計手冊9-149 Y方向初選導軌型號為導軌的運動條件為常溫，平穩(wěn)，無沖擊和震動為何選用滾動直線導軌副：1）滾動直線導軌副動靜摩擦力之差很小，摩擦阻力小，隨動性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應速度和靈敏度。驅(qū)動功率小，只相當普通機械的十分之一。2）承載能力大，剛度高。3）能實現(xiàn)高速直線運動，起瞬時速度比滑動導軌提高10倍。4）采用滾動直線導軌副可簡

4、化設計，制造和裝配工作，保證質(zhì)量，縮短時間，降低成本。導軌的長度：由于導軌長度影響工作臺的工作精度和高度，一般可根據(jù)滑塊導向部分的長度來確定導軌長度。其公式為：L=H+S+l-S1-S2由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm其中L導軌長度H滑塊的導向面長度S滑塊行程l封閉高度調(diào)節(jié)量S1滑塊到上死點時，滑塊露出導軌部分的長度S2滑塊到下死點時，滑塊露出導軌部分的長度6.2 計算滾動導軌副的距離額定壽命X方向的導軌計算X方向初選導軌型號為，查表9.3-731得，這種導軌的額定動，靜載荷分別為Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。4個滑塊的載荷按表9.3-48序號1的載荷計算式計算。

5、其中工作臺的最大重量為:G=100×9.8=980NF1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N1)滾動導軌的額定壽命計算公式6為：L=（fh ft fc fa Ca/ fwPc）K=27166km式中 L額定壽命（km）； Ca額定動載荷（KN）； P當量動載荷（KN）； Fmax受力最大滑塊所受的載荷（KN）； Z導軌上的滑塊數(shù)；指數(shù)，當導軌體為滾珠時，=3；當為滾柱時=10/3；K額定壽命單位（KM），滾珠時，K=50KM；滾柱時，K=100KM；fh 硬度系數(shù)；fh （滾道實際硬度（HRC）。由于產(chǎn)品技術(shù)要求規(guī)定，滾道硬度不得低于58HRC，故通常可取fh =1ft

6、溫度系數(shù)，查表6-27,得=1表6-2 溫度系數(shù)工作溫度/1001501502002002501090073060fc接觸系數(shù)，查表6-3；得=1表6-3 接觸系數(shù)每根導軌上的滑塊數(shù)12345100081072066061fa精度系數(shù)，查表6-4；取=1.5表6-4 精度系數(shù)工作條件無外部沖擊或振動的低速運動的場合，速度小于15m/min11.5無明顯沖擊或振動的場合，速度為1560m/min1.52有外部沖擊或高速運動的場合，速度大于60m/min23.5fw載荷系數(shù)，查表6-5；得=1表6-5 載荷系數(shù)精度等級234510100909 則L=27166Km2)壽命時間的計算當行程長度一定，

7、以h為單位的額定壽命為：式中 壽命時間（h） L額定壽命（km） La行程長度（m） 每分鐘往返次數(shù)則工況為：每天開機6個小時，每年300個工作日，則預計壽命年限為：Lh=30592.3/300×6=16.9年同理求出Y方向滾動導軌副的距離額定壽命：L=26340.1kmLh=25230h=14年6.3導軌材料與熱處理機床滑動導軌常用材料主要是灰鑄鐵和耐磨鑄鐵。灰鑄鐵通常以HT200或HT300做固定導軌，以HT150或HT200做動導軌。JB/T3997-1994標準對普通灰鑄鐵導軌的硬度要求如表6-610所示表6-6 灰鑄鐵導軌硬度要求硬度要求(HBS)硬度不均勻性(HBS)導軌

8、長度/mm導軌鑄件重量/t不低于不高于導軌長度/mm硬度差不超過2500-190255250025>2500>3180241>250035>5175241由幾何件連接的導軌45>10165241常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見表6-78表6-7 常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱耐磨性高于普通鑄鐵倍數(shù)磷銅鈦耐磨鑄鐵1.52高磷耐磨鑄鐵1釩鈦耐磨鑄鐵12稀土鑄鐵1鉻鉬耐磨鑄鐵1導軌熱處理:一般重要的導軌，鑄件粗加工后進行一次時效處理，高精度導軌鑄件半精加工后還需進行第二次時效處理。常用導軌淬火方法有:1)中頻淬火，淬硬層深度(12)mm。硬度(4550)HRC。2)接觸加熱

9、自冷表面淬火，淬硬深度(0.20.25)mm,顯微硬度600HM左右。這種淬火方法主要用于大型鑄件導軌。6.4導軌的技術(shù)要求6.4.1表面粗糙度1)刮研導軌 刮研導軌具有接觸好、變形小、可以存油、外觀美等特點,但勞動強度大、生產(chǎn)率低。主要用于高精度導軌。刮研導軌軌面每25mm×25mm面積內(nèi)的接觸點數(shù)不得少于表6-89的規(guī)定。表6-8 刮研導軌面25mm×25mm內(nèi)接觸點數(shù)機床類別滑動導軌移置導軌鑲條、壓板滑動面每條導軌寬度mm250250100100級和級以上2016161212級1612121010級1088662)導軌 生產(chǎn)率高,是加工淬硬導軌唯一方法，磨削導軌表面粗

10、糙度應達到的要求,見表6-910。接觸面要求見表6-1010。表6-9 磨削導軌表面粗糙度Ra機床類型動導軌固定導軌中小型大型重型中小型大型重型級和級以上0.20.4(0.10.2)0.40.8(0.20.4)0.8(0.4)0.10.2(0.050.1)0.20.4(0.10.2)0.4(0.2)級0.4(0.2)1.6(0.8)1.6(0.8)0.2(0.1)0.4(0.2)0.8(0.4)級0.8(0.4)1.6(0.8)1.6(0.8)0.4(0.2)0.8(0.4)1.6(0.8)注:1.滑動速度大于0.5時,粗糙度應降低一級(括號內(nèi)數(shù)值)。2.淬硬導軌的表面粗糙度應降低一級(括號內(nèi)

11、數(shù)值)。表6-10 磨削導軌表面的接觸指標(%)機床類型滑(滾)動導軌移置導軌全長上全寬上全長上全寬上級和級以上80707050級75606545級70506040注:1.寬度接觸達到要求后,方能作長度的評定。2.鑲條按相配導軌接觸指標檢驗。6.4.2幾何精度導軌的幾何精度主要是指導軌的直線度和導軌間的平行度,垂直度等。具體相關的幾何精度參閱有關機械的精度標準。本機構(gòu)導軌精度取3級。6.5導軌設計和使用注意事項正確合理地設計和使用滾動直線導軌副,可以提高耐用度和精度保持性,減少維修和保養(yǎng)時間。為此,應注意如下事項:1)盡量避免力矩和偏心載荷的作用 滾動直線導軌副樣本中給出的額定動,靜載荷,都是

12、在各個滾珠受載均勻的理想狀態(tài)下算出的。因此,必須十分注意避免力矩載荷和偏心載荷。否則,一部分滾珠承受的載荷,有可能超過計算Ca值時確定的許用接觸應力,導致過早的疲勞破壞或產(chǎn)生壓痕并出現(xiàn)振動,噪聲,降低移動精度等現(xiàn)象。2)提高剛度,減少振動 適當預緊可以提高剛度,均化滾動體的受力從而提高壽命,并在一定程度上提高阻尼。但是預緊力過大會增加導軌副的摩擦阻力,增加發(fā)熱,降低使用壽命。因此預緊力有其最佳值。滾動支承的阻尼較小,因此要盡可能使它承受恒定的載荷。有過大的振動和沖擊載荷的場合不宜應用直線滾動導軌副。為了減少振動,可以在移動的工作臺上加裝減振裝置。條件許可時可安裝鎖緊裝置,加工時把不移動的工作臺固定。3)降低加速度的影響 直線滾動導軌副的移動速度可以高達600m/min。起動和停止時,將產(chǎn)生一個力矩,使部分滾動體受載過大,造成破壞。因此,如果加速度較大,應采取以下措施:減輕被移動物體的質(zhì)量,降低物體的重心,采取多級制動以降低加速度,在啟動和制動時,增加阻尼裝置等。4）導軌防護