機電裝備支承件和導軌設計機電裝備設計

第四章機電裝備支承件和導軌設計

BearingPartAndGuidewayDesignforElectro-mechanicalEquipment4.6導軌的類型及基本要求4.7滑動導軌設計4.8卸荷導軌設計4.9滾動導軌設計4.10潤滑與防護、提高耐磨性的措施本節(jié)主要內(nèi)容14.6導軌的類型及基本要求4.61功用和分類

功用：使運動部件沿一定的軌跡(直線或圓周)運動，并承受運動部件上的載荷即起導向和承載作用。在導軌副中，運動的一方稱作運動導軌，不動的一方稱作支承導軌。支承導軌用以支承和約束運動導軌，使之按功能要求作正確運動。2按運動導軌的軌跡分：直線運動導軌副：一個直線運動自由度圓周運動導軌副：一個旋轉(zhuǎn)自由度按導軌面間的摩擦特性分：滑動摩擦導軌副：是基礎滾動摩擦導軌副：導向精度高液體摩擦導軌副：吸振性好，摩擦系數(shù)小 導軌面間有一層油膜，實現(xiàn)液體摩擦，導軌間不相互接觸，摩擦因數(shù)為0.0005～0.0010，不會磨損，有利于保持導軌的導向精度，在低速下不宜產(chǎn)生爬行，在機床上得到廣泛應用。

分類3按結(jié)構(gòu)形式分：開式導軌和閉式導軌開式導軌：●必須借助于運動件的自重或外載荷，保證在一定的空間位置和受力狀態(tài)下，運動導軌和支承導軌的工作面保持可靠的接觸，從而保證運動導軌的規(guī)定運動?！窠Y(jié)構(gòu)簡單，但不能承受較大顛覆力矩的作用。4閉式導軌：借助導軌副本身的封閉式結(jié)構(gòu)，保證在變化的空間位置和受力狀態(tài)下，運動導軌和支承導軌的工作面都能始終保持可靠的接觸，從而保證運動導軌的規(guī)定運動。

54.6.2導軌副應滿足的要求1、導向精度

定義：運動導軌的實際運動方向與給定運動方向之間的偏差。影響導向精度的主要因素：導軌的幾何精度、導軌的結(jié)構(gòu)形式、裝配質(zhì)量、導軌及其支承件的剛度和熱變形等。2、接觸精度定義：導軌副摩擦表面的實際接觸面積占理論接觸面積的百分比。3、精度保持性主要由導軌的耐磨件決定。影響因素有磨損性質(zhì)、載荷狀況、導軌材料、工藝方法和潤滑防護條件等。

4、低速運動平穩(wěn)性

低速運動速度可達0.05mm/min

。5、剛度

6、結(jié)構(gòu)簡單、工藝性好等。64.7滑動導軌4.7.1材料與熱處理

對導軌材料的要求和匹配●材料應具有良好的耐磨件、摩擦因數(shù)小和動靜摩擦因數(shù)差小；●加工和使用時產(chǎn)生的內(nèi)應力小，工藝性和尺寸穩(wěn)定性好及成本低等性能；●導軌副應盡量由不同材料組成，如果選用相同材料，應采用不同的熱處理或不同的硬度；●通常動導軌用較軟、耐磨性低的材料，固定導軌用較硬和耐磨材料制造。7導軟悅材料廳匹配講及其香相對貍壽命導軌材料及熱處理相對壽命導軌材料及熱處理相對壽命鑄鐵/鑄鐵鑄鐵/淬火鑄鐵鑄鐵/淬火鋼12~3＞2淬火鑄鐵/淬火鑄鐵鑄鐵/鍍鉻或噴涂鉬鑄鐵塑料/鑄鐵4~53~48注：客導軌藥材料尖前邊韻為動鴉導軌登，后械面為痛定導羽軌8導軌跡材料西與熱盤處理鑄鐵梳（灰丟鑄鐵慕、孕獸育鑄著鐵、記耐磨且鑄鐵耳）鑄鐵供是一事種成您本低世、有隆良好繁的減清振性畝和耐求磨性斗、易塘于鑄揉造和舟切削泄加工的引金屬多材料滿。灰鑄摔鐵：應用歪最多桐的灰汪鑄鐵燈是HT借20搬0，鑄助鐵—鑄鐵鏟的導抹軌摩猾擦副當適用于攀需要勉手工晶刮研販的導星軌；賣對加撕工精胞度保暗持性奧要求賠不高醒的中鼻等精產(chǎn)度和運滑動速步度低蹄的導置軌。孕育次鑄鐵舟：在鐵蝴水中照加入評少量孕育妥劑硅日和鋁而構(gòu)押成的鍋孕育罷鑄鐵鐮，可使鑄則件獲絹得到貍均勻居的強蘿度和收硬度娛。耐磨倘鑄鐵攔：高磷洋鑄鐵、磷銅鍋鈦鑄掘鐵和釩鈦灰鑄鐵。高踐磷鑄美鐵是丑指磷坑的質(zhì)量標分數(shù)押高于0.你3％的瓜鑄鐵勺、耐向磨性襖比孕爐育鑄后鐵提佩高1倍多辟。磷慢銅鈦鑄鐵走和釩渾鈦鑄宋鐵是嫩提高輸機床秀導軌男耐磨框性的肅好材頌料。換具有裂力學源性能好、讓耐磨困性比妖孕育姜鑄鐵偉高1.溫5～2.伐0倍、廚鑄鐵插質(zhì)量滋容易吐控制前等優(yōu)緣瑞點，添但成本浪較高稱。目斗前多適用于你精密焦機床常。9鑄鐵顯導軌詠的淬咬火○么接觸遠電阻靈淬火淬硬厭深度計很淺筋，對窮導軌爸耐磨肌性提挨高的幅度肌不大拘?！鸶袑帒懵鹩凶「哳l她與中曬頻感鋒應加脂熱淬再火兩種拳，硬潮度可進達45～55殘HR太C，耐柱磨性慰可提計高近利兩倍貴。中燃頻加繭熱淬巾硬層較深漲，可蜓達2～3m罪m。高婆頻與璃中頻嚇淬火鐮后的飾導軌積面要俱進行磨解削加克工?；鹧嬖V表面棕淬火跨的導帽軌因俯淬硬串層深姻而使壓導軌箏耐磨值性有較大漢的提呆高，酸但淬頌火后攪的變折形較煉大，垂增加找了磨寒削加酬工量。10電極受間的吼短路門電流沸控制妖在40汪0～60量0A，工鎖作時富滾輪客在20訓N的壓晃力下黃與HT導軌斷保持僵接觸巾。導訂軌與劃滾輪附接觸擇產(chǎn)生逆電熱效洋應,自行刃冷卻談。淬造硬深杜度0.單15村mm左右哭，硬度希達55飄HR汗C。11鋼：采用腸淬火宰鋼和扭氮化凡鋼的泥鑲鋼甲導軌就，可桐大幅惑度地溝提高砌導軌津的耐問磨性斬。鑲鋼必導軌蛙材料穩(wěn)有幾門類：①合金濱工具跨鋼或筒軸承拒鋼，浩牌號揪為9M我n2爬V、Gr敢WM伍n、GG斗r淚l5等。什整體偷淬硬眾，硬趟度≥60浴H抬RC；②高碳桶工具驕鋼，憶牌號敗為T8逮A、T1珠0A等，魂整體圾淬硬答，硬干度≥58么HR依C；③中碳付鋼。棍牌號貿(mào)為45或40磁C膏r，整犧體淬尸硬，中硬≥48傅HR技C；④低碳嫌鋼，瞎牌號帥為20盈C患r，滲壘碳淬看硬，減硬度匠≥61何HR霞C；⑤氮化把鋼，嫩牌號材為38榮Cr為Mo飄AL濫A以，扛氮化星處理敏，表恩面硬搭度≥85態(tài)0H仍V（相當撿于64～65對HR笨C)。12有色盡金屬用于盛鑲裝括導軌讀的有址色金飯屬板盈的材遇料，債主要百有：鎮(zhèn)錫青鴨銅ZC低uS欺n6辮Pb榨6Z旁n3、鋁擔青銅ZC跳uA盯l9哨Mn價2和鋅述合金ZZ盆uA送l-館10境-5等。多用園于重陵型機景床的菊動導搞軌上小，與舟鑄鐵在的支艇撐導虜軌相脈配偶職，用于暴防止今撕傷還、保脈證運丙動的價平穩(wěn)襲性和志提高伐移動尼精度誦。從摩忙擦狀按態(tài)和申耐磨震性來樹看，吐鋁青湖銅ZC窮nA背l9勁Mn紐奉2與錫濱青銅ZC炮uS冠n6壘Pb恢6Z態(tài)n3相仿屬，抗吧磨料師磨損尚的耐步磨性扛比鋅避合金ZZ植nA帳l-10悔-5高，郊但鋅祖合金嚷的抗旨撕傷索能力筒比較婚強。蹲從成蒙本來笑看，蹄鋁青銅ZC亂nA爬l9叼Mn遍2比錫杠青銅ZC粉uS萍n6鴿Pb探6Z堪n3低，模但比便鋅合疲金ZZ秀nA對l-她10響-5高。13高分越子材組料鑲裝傍高分褲子材艷料導唉軌具黃有摩借擦因箱數(shù)低耽、耐倉磨性蔽好、抗損束傷能君力強肯、低掉速時汪不易醋出現(xiàn)固爬行澇、加文工性討和化根學穩(wěn)定外性好咽、工嫁藝簡筐單和倚成本刪低等撥優(yōu)點縮慧，在星各類弊機床盒的動導刷軌上阿都有牲應用看，在袖精密刷、數(shù)辟控和煎重型病機床吳動導穗軌上的拿應用智在逐薯漸增際多。陡塑料住導軌幼可與傳不淬錯硬的濱鑄鐵藝導軌組雜成對短偶摩下擦副巖，也準可與幣鑲鋼考導軌疊組成飽對偶并摩擦副。144.才7.哨2結(jié)構(gòu)共形式

a)凸矩形b)凹矩形

矩形據(jù)導軌缺：剛度部高，銜加工報、檢甩驗和亡維修敘都較田方便沉的優(yōu)覺點。雖但矩叼形導仙軌存忌在側(cè)朵向間攝隙，稼導向炊性差很。矩形隔導軌脹適用垮于載池荷較憐大而托導向拉性要譜求略蛋低的帝機床趣。矩集形導偏軌的承載失面(頂面)和導向庸面(側(cè)面)分開劈燕，精箭度保逐持性亡較好虎。導欺向面溉磨損瀉量直穩(wěn)接影罪響導清向精粉度。站凹矩招形導爪軌易娛存潤思滑油揚，但皮也易求積灰瓜塵污幅物，且必須鳴進行婚防護梳。直線愈運動涌導軌倦：15a)凸三角形b)凹三角形

三角拼形導蘭軌：承載格面與有導向降面重森合，趕磨損柳量能達自動領(lǐng)補償證，導肚向精反度較羽高。頂角集在60～12洪0度內(nèi)獸變化禮，頂角勿越小昨，導甚向精配度越削高，損但摩聽擦力饒也越闖大?！粜№敵罱怯檬笥谳p屆載精亡密機薯械，翁大頂瞞角用踢于大迫型機詠械；◆凸三睜角形與支承泰導軌春，不程易積孩存切透屑，堵不易吩存留桑潤滑紅油，爺適用灰于不弦易防軌護、對速度憑較低丈的進晚給運鈴動導延軌；◆凹三妙角形富支承咽導軌羞，能稈得到劣較充刊足的冠潤滑堵，除掩用于吵精密供與大泊型機究床的驕進給峰導軌諒外，沸還可與用于占主運懂動導安軌，芳但是扒必須侮很好仰地防權(quán)護，店以免泡落入癥切屑暈和灰約塵。1617

a)凸燕尾形b)凹燕尾形

燕尾盟形導客軌：在承穴受顛循覆力附矩的傅條件迫下高患度較尤小，危用于相多坐針標多謎層工戲作臺糟，使縮慧總高害度減漂小。◆加工稠、維緊修較刊困難狹，磨宜損后束不能菌自動渠補償分；◆可用酒鑲條疏來調(diào)賀整間慌隙，救結(jié)構(gòu)格緊湊沃。上三停種導滲軌形權(quán)狀均棗由直飽線組竹成，湖稱為棱柱阿面導樣軌。18a)凸圓形b)凹圓形

圓形俱導軌木：制造構(gòu)方便誕，工啄藝性稿好，拒但磨界損后滴難于勒調(diào)整奧間隙鬧。多計用于似只承窯受軸襖向力壟的部工件，聽如立逝式導尾軌。天津怕海特皆直線魄軸承19直線今運動肚導軌抄的組饒合形艦式：雙矩渡形組活合：兩條勉矩形叫導軌濟的組音合突蠻出了葵矩形凍導軌浙承載存能力謀較大襯的特飄點，遞但導飽向性討稍差渴。功多用市于普百通精偶度的豎機床非和重祖型機斜床?！鹩梢粰褩l導吼軌的禽兩側(cè)灘導向兇時，疊為窄式董組合；○分別貝由兩床條導刷軌的不外側(cè)禮導向邁時，喇為寬式僑組合?！饘к壘剖軣岫ㄅ蛎洸磿r寬呼式組狹合的卻矩形貼導軌廟比窄辯式變淚形量壞大，蹈調(diào)整紗時應涼留較晝大的裝側(cè)向嶼間隙抓，因哲而導愚向性完較差待。雙矩模形導許軌窄湖式組龜合比寬兵式用疊得更績多一計些。20雙三熟角組都合：兩條泄三角烈形導偽軌的得組合宿突出厭了三渴角形傻導軌筐的優(yōu)現(xiàn)缺點嗽?！饘蚬院图染冗^保持稿性；○由于久超定盞位，棚加工劃、檢私驗和聾維修插都比您較困蜻難?！鸲嘤么钣诰囟纫耷筝^駱高的沖機床煉，如帥絲杠刮車床欲、單吳柱坐購標鏜煌床和項齒輪奸加工敬機床礦等。21矩--三角呀組合絹：兼有怕導向異性好應、制刪造方數(shù)便和滑剛度饞高的輕優(yōu)點街，承美載能拖力優(yōu)維于雙途三角拘組合鑒，導服向性惜優(yōu)于瓜雙矩聲形組棋合，阿工藝養(yǎng)性介訪于二獲者之減間，秧應用撐廣泛憤。雙圓拉柱導掘軌：常用茄于只依受軸蹲向力原的場影合，變?nèi)缋瓑卮病⑹诠ヂ輷Q紋機旋和機抽械手攪等。22旋轉(zhuǎn)貓運動鄭的導薯軌：平面袖環(huán)形新導軌刻只能記承受搞軸向復載荷閉，因畏而必段須與脹主軸妖聯(lián)合衰使用趟，由匪主軸爆來承畢受徑局向載慘荷。偷這種找導軌堡適用昂于由稅主軸葡定心監(jiān)的各湊種回犯轉(zhuǎn)運旁動導稅軌的癥機床鐘，例拒如立默式車千床。2．錐鼠面導鬼軌母線么傾角佛在15度～45度范耕圍內(nèi)諷變化禁，常狂取30度。腳除軸夢向載撈荷外撐還能賞承受辛一定聲的徑簡向載孩荷。1．平窩面環(huán)寒形導嗽軌承載懷能力首大、情結(jié)構(gòu)掩簡單旋、工徐藝性頸較好中、制窗造方徑便的爆優(yōu)點枯。23雙錐叮面(V形)導軌除軸尖向載軍荷和竭徑向烏載荷靜外，延能承福受一象定顛放覆力旁矩。讓其缺聾點是狡工藝漢性差擦，在凈與主更軸聯(lián)膠合使鹿用時禮既要直保證養(yǎng)導軌笛面的斥接觸鋒，又氏要保羅證導黃軌面牲與主礦軸的臥同心丈是相殖當困糧難的游，因留此有淡被平面竄環(huán)形終導軌取代革的趨投勢。20度～70度24導軌墳壓強光計算◆分析灣導軌斥面上孕的受力疼和比筆壓；◆艦探討距合適朝的導版軌結(jié)樓構(gòu)，孫減小狹導軌討的比灣壓；◆力求巷磨損家均勻熔，使驅(qū)導軌溜結(jié)構(gòu)理上保借證磨弱損后仰對加工記精度送影響維盡可模能的盤?。弧裟p殘后能即調(diào)整恐間隙紋。25比壓內(nèi)計算柿：許用銜壓強酷的計陷算方播法，棚見表5-公2（導事軌的箏許用予壓強揮）264.潮7.猜4靜壓塘導軌工作等原理養(yǎng)與靜朝壓軸養(yǎng)承相嫂同。難在導乏軌的風油腔攜中通炭入一俱定壓稠強的伴潤滑油擠，使撞動導泊軌微廟微抬誕起，膀在導貴軌面絹間充匆滿潤殲滑油寸所形舊成的負油膜翅，使導尸軌處婆于純治液體快摩擦顛狀態(tài)帝。優(yōu)點?。孩僖旗o壓塊油膜美使導踏軌面親分開遮，導諷軌即肢使在買起動紗和停漏止階父段也巧沒有貸磨損，容精度甚保持升性好化。②化靜壓轟導軌妙的油勿膜較果厚，應有均絹化誤蜻差的念作用鏡，可坑以提中高精究度。③愁摩擦護因數(shù)喇很小綱，大創(chuàng)大降呢低傳絲式動功博率，郊減少耍摩擦泰發(fā)熱銹。④帽低速所移動蝦準確耕、均雀勻，盲運動檢平穩(wěn)努性好惡。⑤與單滾動澡導軌龍相比質(zhì)，靜蘋壓的閥油膜估具有脅吸振腿作用陳。缺點裙：①垮結(jié)構(gòu)勇比較姨復雜晨，增碼加了塵液壓透設備薯。②南調(diào)整武比較袖麻煩碗。多用兆于精精密級覺和高法精度豎級機育床的眾進給逐運動莊和低檔速運除動導劍軌。27284.貍8卸荷星導軌升設計機械效卸荷性導軌導軌遍上的職一部恥分載江荷由勺支承懲在輔切助導期軌面4上的消滾動稠軸承3承受詳。卸乏荷力濤的大囑小通塊過螺焰釘1和碟逆形彈覆簧2調(diào)節(jié)語。卸伶荷點臭的數(shù)軋目取啄決于杏動導初軌的倡載荷查和卸貝荷系洽數(shù)的血大小柴。為乞了減寧小滾努動軸文承的激支承租軸的卵中心疫線與悄支承鋒導軌白面不誦平行膛的影掠響，初可陣以采豪用自無動調(diào)角心的在球面嫁軸承穴。29卸荷驗導軌確的特狗點和緣瑞應用哪：○采用卸煎荷導暢軌可曲以減禿輕支承載導軌的負夸荷和黑降低達導軌誼的靜摩絮擦因錢數(shù)；○提高乎導軌坊的耐昨磨性紙和低何速運燃動的搞平穩(wěn)蘇性，死減少帥或防夏止爬行等；○手動峰操作輩的部注件采組用卸林荷導泄軌后胃，可柱使操巷作輕單便；○卸荷忍導軌雹由于廟導軌育面仍拘然是注直接潑接觸騰的，怖剛度逃較高風。○卸荷屯導軌嫌多用務于要稈求精魂度高連和接雨觸剛逗度高蜓的機決床。○導軌南的卸毯荷方偶式有幅液壓愁卸荷穩(wěn)、機獨械卸民荷和逮氣壓欠卸荷笨，其中遺液壓床和機膊械卸吸荷方付式應仍用較麥多。304.窩9滾動習導軌撕設計滾動棄導軌產(chǎn)是在聽靜、扛動導始軌面踢之間簽放置己滾動材體如法滾珠檢、滾冬柱、孫滾針搖或滾連動導震軌塊結(jié)而構(gòu)珍成的竊。滾動求導軌鄙與滑賓動導暖軌相賭比具賣有以疏下特現(xiàn)點。(1濃)摩擦瘋因數(shù)青小(0拐.0吹03～0.際00君5)，運當動靈期活；(2阻)動、鋸靜摩屋擦因剖數(shù)很隙接近眼，因軟而起衡動阻企力小狐，低矩速運刷動平算穩(wěn)性蹄好，狗不易再發(fā)生切爬行妄。(3致)可以肆預緊秀，剛?cè)斩雀邚姟?1(4臭)壽命形長。(5斬)精度漏高。暖定位疾精度譯可達0.吳1~鬧0.后2μ繪m，重傲復精訓度可達0.盜2μ蠟m。(6殲)潤滑撕方便避，可澇以采克用潤賞滑脂這，一闖次裝陪填，惜長期使用媽。(7爹)由專素業(yè)廠耕生產(chǎn)環(huán)，可馬外購明選用遲。(8羅)結(jié)構(gòu)梨比較糟復雜捷、制慢造比賠較困務難、斬成本邀比較賴高。(9約)抗振椒和抗殺沖擊拖能力捷差，彈對灰例塵屑潛末較凍敏感麗，必須有吐良好翁的防患護裝車置。3233滾動兼導軌叛設計插舉例促：34353637PC是當棟量載勿荷求導蒸軌的仇額定賺壽命爹：38計算篇額定她動載修荷，池根據(jù)時算出也的額狡定動脾載荷晝，查豈產(chǎn)品腹的手甚冊，獸選出粘最終摸的導毫軌型引號，主本例益中為習：HJ崖G-登DA吼20笨A型的乖滾動螺導軌災副。394.冒10潤滑偷與防叛護、擔提高歸耐磨錦性的狠措施潤滑株的目集的：降低屑摩擦妨力以固提高就機械窗效率陜；減暢少磨劣損以環(huán)延長癥壽命暑；降悼低溫功度以煌改善卷工作泰條件榴；防怒止生吼誘。潤滑喘的要涼求：保證筆按規(guī)判定供朽應清咳潔的癥潤滑隔油，欲油量勿可以集調(diào)節(jié)戀，盡蘿量采行用自依動和址強制匆潤滑鴉，潤賴滑元類件可罷靠番。40潤滑爆油的歌選擇導軌且常用激的潤警滑劑詞有潤便滑油云和潤孟滑脂腐?；瑒咏к壋脻櫷换驼妫瑵L廣動導蘆軌則摟兩種較潤滑哄油都逐能用仔。導軌固潤滑辦油的餐粘度濁可以環(huán)根據(jù)鑼導軌尚的工譯作條校件和港潤滑施方式選赤擇。矩例如驅(qū)，低減載荷脊（壓