導(dǎo)軌的選型和計(jì)算

導(dǎo)軌的選型及計(jì)算按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與摩擦特性劃分的導(dǎo)軌類型見表6-1[5],各類導(dǎo)軌的主要特點(diǎn)及應(yīng)用列于表中。表6-1導(dǎo)軌類型特點(diǎn)及應(yīng)用導(dǎo)型軌類主要特點(diǎn)應(yīng)用導(dǎo)軌類型主要特點(diǎn)應(yīng)用1,運(yùn)動(dòng)靈敏度高,低速?gòu)V泛用運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性好,定位精于各類度高。2,精度保持性精密機(jī)1,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,使用維修滑動(dòng)導(dǎo)方便。體摩擦?xí)r低速易爬行2,未形成完全液冶金設(shè)備滾動(dòng)導(dǎo)軌好,磨損少,壽命長(zhǎng)。3,床,數(shù)控普通機(jī)床,軌上應(yīng)用普3,磨損大壽命低,運(yùn)動(dòng)遍剛性與抗振性差,結(jié)構(gòu)機(jī)床,紡復(fù)雜成本高,要求良好織機(jī)械精度不穩(wěn)定的保護(hù)等1,速度高1,動(dòng)導(dǎo)軌表面貼塑料軟帶等與鑄鐵或鋼導(dǎo)軌主要應(yīng)用搭配,摩擦系數(shù)小,且動(dòng)與中大型形(90m/min~600m/min),成液體摩擦2,阻尼主要用大,抗陣性好3,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)語(yǔ)速度單,不需復(fù)雜供油系統(tǒng),高,精度使用維護(hù)方便4,油膜厚要求一度隨載荷與速度而變般的機(jī)化。影響加工精度,低床主運(yùn)塑料導(dǎo)靜摩擦系數(shù)搭配,不易機(jī)床壓強(qiáng)動(dòng)壓導(dǎo)軌軌爬行,抗摩擦性能好。不大的導(dǎo)2,貼塑工藝簡(jiǎn)單。3,剛軌應(yīng)用日度較低,耐熱性差容易益廣泛蠕變動(dòng)導(dǎo)軌速重載易出現(xiàn)導(dǎo)軌面接觸一定硬度的不鋼板或1,在支撐導(dǎo)軌上鑲裝有鑲鋼導(dǎo)軌1,摩擦系數(shù)很小,驅(qū)動(dòng)各種大力小。2,低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)型,重型性好3,承載能力大,剛機(jī)床,精性,吸陣性好4,需要一密機(jī)床,套液壓裝置,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,數(shù)控機(jī)工藝復(fù)雜,鑲鋼,鑲改善摩擦或滿足焊接鋼帶,提高導(dǎo)軌耐磨性,成本高。金屬導(dǎo)床身結(jié)構(gòu)需要。2,在動(dòng)常用于重靜壓導(dǎo)軌導(dǎo)軌上鑲有青銅只類型機(jī)床如軌立車,龍門提高耐磨性的金屬防止咬合磨損,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),銑床的導(dǎo)調(diào)整困難床的工作臺(tái)軌上精度高6、1初選導(dǎo)軌型號(hào)及估算導(dǎo)軌長(zhǎng)度X方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為[6]具體數(shù)據(jù)見《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》9-149Y方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)條件為常溫,平穩(wěn),無(wú)沖擊與震動(dòng)為何選用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副:1)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副動(dòng)靜摩擦力之差很小,摩擦阻力小,隨動(dòng)性極好。有利于提高數(shù)控系統(tǒng)的響應(yīng)速度與靈敏度。驅(qū)動(dòng)功率小,只相當(dāng)普通機(jī)械的十分之一。2)承載能力大,剛度高。3)能實(shí)現(xiàn)高速直線運(yùn)動(dòng),起瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高10倍。4)采用滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),制造與裝配工作,保證質(zhì)量,縮短時(shí)間,降低成本。導(dǎo)軌的長(zhǎng)度:由于導(dǎo)軌長(zhǎng)度影響工作臺(tái)的工作精度與高度,一般可根據(jù)滑塊導(dǎo)向部分的長(zhǎng)度來(lái)確定導(dǎo)軌長(zhǎng)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(dǎo)軌長(zhǎng)度H—滑塊的導(dǎo)向面長(zhǎng)度S—滑塊行程△l—封閉高度調(diào)節(jié)量S1—滑塊到上死點(diǎn)時(shí),滑塊露出導(dǎo)軌部分的長(zhǎng)度S2—滑塊到下死點(diǎn)時(shí),滑塊露出導(dǎo)軌部分的長(zhǎng)度6、2計(jì)算滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命X方向的導(dǎo)軌計(jì)算X方向初選導(dǎo)軌型號(hào)為,查表9、3-73[1]得,這種導(dǎo)軌的額定動(dòng),靜載荷分別為Ca=13、6kN,Coa=20、3kN。4個(gè)滑塊的載荷按表9、3-48序號(hào)1的載荷計(jì)算式計(jì)算。其中工作臺(tái)的最大重量為:G=100×9、8=980NF1=F2=F3=F4=1/4(G1+F)=250N1)滾動(dòng)導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算公式[6]為:L=(fhftfcfaCa/fwPc)K=27166km式中L——額定壽命(km);Ca——額定動(dòng)載荷(KN);P——當(dāng)量動(dòng)載荷(KN);Fmax——受力最大滑塊所受的載荷(KN);Z——導(dǎo)軌上的滑塊數(shù);——指數(shù),當(dāng)導(dǎo)軌體為滾珠時(shí),=3;當(dāng)為滾柱時(shí)=10/3;K——額定壽命單位(KM),滾珠時(shí),K=50KM;滾柱時(shí),K=100KM;fh——硬度系數(shù);fh――(滾道實(shí)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?？扇h=1ft——溫度系數(shù),查表6-2[7],得表6-2溫度系數(shù)=1100~1500.90150~2000.73200~2500.60工作溫度/1fc——接觸系數(shù),查表6-3;得表6-3接觸系數(shù)=1每根導(dǎo)軌上12345的滑塊數(shù)1.000.810.720.660.61fa——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(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合,速度小于15m/min1~1、51、5~22~3、5無(wú)明顯沖擊或振動(dòng)的場(chǎng)合,速度為15~60m/min有外部沖擊或高速運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)合,速度大于60m/minfw——載荷系數(shù),查表6-5;得表6-5載荷系數(shù)=1精度等級(jí)23451.01.00.90.9則L=27166Km2)壽命時(shí)間的計(jì)算當(dāng)行程長(zhǎng)度一定,以h為單位的額定壽命為:式中——壽命時(shí)間(h)L——額定壽命(km)La——行程長(zhǎng)度(m)——每分鐘往返次數(shù)則工況為:每天開機(jī)6個(gè)小時(shí),每年300個(gè)工作日,則預(yù)計(jì)壽命年限為:Lh=30592、3/300×6=16、9年同理求出Y方向滾動(dòng)導(dǎo)軌副的距離額定壽命:L=26340、1kmLh=25230h=14年6、3導(dǎo)軌材料與熱處理機(jī)床滑動(dòng)導(dǎo)軌常用材料主要就是灰鑄鐵與耐磨鑄鐵?；诣T鐵通常以HT200或HT300做固定導(dǎo)軌,以HT150或HT200做動(dòng)導(dǎo)軌。JB/T3997-1994標(biāo)準(zhǔn)對(duì)普通灰鑄鐵導(dǎo)軌的硬度要求如表6-6[10]表6-6灰鑄鐵導(dǎo)軌硬度要求所示硬度要求(HBS)導(dǎo)軌長(zhǎng)度/mm硬度不均勻性(HBS)導(dǎo)軌鑄件重量/t不低于不高于導(dǎo)軌長(zhǎng)度/mm硬度差不超過(guò)≤2500-190255≤250025>2500>3>5180175241241>2500由幾何件連4535接的導(dǎo)軌>10165241常用耐磨鑄鐵與普通鑄鐵耐磨性比較見表6-7[8]表6-7常用耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵名稱磷銅鈦耐磨鑄鐵高磷耐磨鑄鐵釩鈦耐磨鑄