隨著現代制造技術的(de)(de)不斷(duan)發展(zhan)，使得傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)制造業(ye)發生了巨大的(de)(de)變化(hua)，數控技術、機(ji)(ji)電一體(ti)化(hua)和工業(ye)機(ji)(ji)器人在(zai)生產中得到了更加廣泛的(de)(de)應用。同(tong)時(shi)機(ji)(ji)械(xie)傳(chuan)(chuan)動(dong)機(ji)(ji)構的(de)(de)定位精度(du)、導(dao)向(xiang)精度(du)和進(jin)給(gei)速度(du)在(zai)不斷(duan)提(ti)高，使傳(chuan)(chuan)統(tong)的(de)(de)導(dao)向(xiang)機(ji)(ji)構發生了重大變化(hua)。自1973年(nian)開始(shi)商品化(hua)以來，滾動(dong)直線導軌副以(yi)其獨有的(de)特性，逐漸取代了傳(chuan)統的(de)滑(hua)動直線導(dao)軌，在工(gong)業生(sheng)產(chan)中得到(dao)了廣泛的(de)應用(yong)。適應了現今機(ji)(ji)械對于高(gao)精度(du)、高(gao)速(su)度(du)、節約能源(yuan)以(yi)及(ji)縮短產(chan)品(pin)開發周期的(de)要(yao)求，已被廣泛應用(yong)在各種(zhong)重(zhong)型組合加(jia)工(gong)機(ji)(ji)床、數控機(ji)(ji)床、高(gao)精度(du)電火花切(qie)割機(ji)(ji)、磨床、工(gong)業用(yong)機(ji)(ji)器(qi)人乃至一(yi)般產(chan)業用(yong)的(de)機(ji)(ji)械中。

滾動直線(xian)導(dao)軌副的(de)性能特點

1.定位精度高

滾(gun)動直線(xian)導軌的(de)運(yun)動(dong)(dong)借助鋼球(qiu)滾(gun)動(dong)(dong)實現，導軌(gui)副摩擦阻力(li)小，動(dong)(dong)靜(jing)摩擦阻力(li)差值小，低速時不(bu)易產生爬(pa)行。重復定位精(jing)度高，適合(he)作頻繁啟動(dong)(dong)或換向(xiang)的(de)運(yun)動(dong)(dong)部件。可將(jiang)機(ji)床定位精(jing)度設(she)定到超微(wei)米級。同時根據需要，適當增加預(yu)載荷，確(que)保鋼球(qiu)不(bu)發生滑動(dong)(dong)，實現平穩運(yun)動(dong)(dong)，減(jian)小了運(yun)動(dong)(dong)的(de)沖擊和振(zhen)動(dong)(dong)。

2.磨損小

對于(yu)(yu)滑(hua)(hua)動導軌面的(de)(de)流體潤(run)滑(hua)(hua)，由(you)于(yu)(yu)油膜的(de)(de)浮(fu)動，產生(sheng)的(de)(de)運動精度(du)誤差是無(wu)法(fa)避免的(de)(de)。在絕大多數(shu)情況下，流體潤(run)滑(hua)(hua)只限于(yu)(yu)邊界區域(yu)，由(you)金屬接(jie)觸而產生(sheng)的(de)(de)直(zhi)接(jie)摩(mo)(mo)擦是無(wu)法(fa)避免的(de)(de)，在這(zhe)種摩(mo)(mo)擦中(zhong)，大量的(de)(de)能(neng)量以摩(mo)(mo)擦損耗(hao)被浪費掉了(le)。與之(zhi)相反(fan)，滾動接(jie)觸由(you)于(yu)(yu)摩(mo)(mo)擦耗(hao)能(neng)小，滾動面的(de)(de)摩(mo)(mo)擦損耗(hao)也(ye)(ye)相應減少(shao)(shao)，故(gu)能(neng)使(shi)滾動直(zhi)線導軌系(xi)統長期處于(yu)(yu)高精度(du)狀態(tai)。同時，由(you)于(yu)(yu)使(shi)用潤(run)滑(hua)(hua)油也(ye)(ye)很少(shao)(shao)，這(zhe)使(shi)得(de)在機床的(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)系(xi)統設(she)計及使(shi)用維護(hu)方面都(dou)變(bian)的(de)(de)非常容易。

3.適應(ying)高(gao)速(su)運動(dong)且大幅降低驅動(dong)功率

采用滾動(dong)(dong)(dong)直線導軌的機(ji)床由于摩擦(ca)阻力(li)小(xiao)，可使所需的動(dong)(dong)(dong)力(li)源及動(dong)(dong)(dong)力(li)傳遞機(ji)構小(xiao)型化，使驅動(dong)(dong)(dong)扭矩(ju)大大減(jian)少，使機(ji)床所需電力(li)降低80%，節能(neng)效(xiao)果明(ming)顯。可實(shi)現機床的高速運動，提高機床的工作效(xiao)率(lv)20~30%。

4.承載(zai)能力強(qiang)

滾動(dong)直線(xian)導軌副具有較好的(de)承載(zai)(zai)性能(neng)，可以承受(shou)不同方(fang)(fang)向的(de)力(li)和力(li)矩載(zai)(zai)荷(he)，如承受(shou)上下左右方(fang)(fang)向的(de)力(li),以及(ji)顛簸力矩、搖(yao)動(dong)力矩和擺動(dong)力矩。因此，具有很好的(de)(de)載荷(he)適應性。在(zai)設(she)計制(zhi)造中加(jia)以適當的(de)(de)預(yu)加(jia)載荷(he)可(ke)(ke)以增(zeng)加(jia)阻尼，以提(ti)高(gao)抗(kang)振性，同時(shi)可(ke)(ke)以消除高(gao)頻振動(dong)現象。而滑動(dong)導軌在(zai)平(ping)行接觸面方(fang)向(xiang)可(ke)(ke)承(cheng)受的(de)(de)側(ce)向(xiang)負荷(he)較小，易造成機床(chuang)運(yun)行精度不良(liang)。

5.組裝(zhuang)容易(yi)并具互換(huan)性(xing)

傳統的(de)滑動導(dao)(dao)軌必須對導(dao)(dao)軌面進(jin)行刮研，既費事(shi)又費時，且(qie)一旦機床(chuang)精度(du)(du)不良，必須再刮研一次(ci)。滾動導(dao)(dao)軌具有互換性，只(zhi)要更換滑塊或導(dao)(dao)軌或整(zheng)個滾動導(dao)(dao)軌副，機床(chuang)即可重新獲得高精度(du)(du)。

如前所(suo)述，由于滾珠在導軌與滑塊之間的相對(dui)運動(dong)為滾動(dong)，可減少摩擦(ca)損失。通常滾動(dong)摩擦(ca)系數為滑動(dong)摩擦(ca)系數的2%左右，因此采用滾動導軌(gui)(gui)的傳動機構(gou)遠優越于傳統滑動導軌(gui)(gui)。

滾動(dong)直(zhi)線導軌(gui)副的選(xuan)用方法

滾動直線導軌副具有承載(zai)(zai)能力大、接觸剛性高(gao)、可靠性高(gao)等特點，主要在(zai)機床的床身、工作臺導軌和立(li)柱(zhu)上、下升降導軌上使用。我們(men)在(zai)選(xuan)用時可以根據(ju)負荷大小，受載(zai)(zai)荷方向、沖擊(ji)和振動大小等情況來選(xuan)擇。

1.受力(li)方向(xiang)

由于(yu)滾動直線導(dao)軌副的(de)滑塊(kuai)與導(dao)軌上通常有4列圓(yuan)弧滾道，因此能承受4個(ge)方向的負荷和翻轉力矩。導軌承受能(neng)力隨(sui)滾道中心距(ju)增大(da)而加(jia)大(da)。

2.負荷大小

滾(gun)動(dong)直(zhi)線(xian)導(dao)軌不(bu)同(tong)規格有(you)著不(bu)同(tong)的(de)(de)承(cheng)載能(neng)力，可根據承(cheng)受負荷大小選擇。為使每副(fu)滾(gun)動(dong)直(zhi)線(xian)導(dao)軌均有(you)比較理想的(de)(de)使用(yong)壽命(ming)，可根據所選廠家提(ti)供的(de)(de)近似公式計算(suan)額定(ding)壽命(ming)和(he)額定(ding)小時壽命(ming)，以便(bian)(bian)給定(ding)合理的(de)(de)維修和(he)更換周期。還要考慮滑塊承(cheng)受載荷后，每個滑塊滾(gun)動(dong)阻(zu)力的(de)(de)影響，進行(xing)滾(gun)動(dong)阻(zu)力的(de)(de)計算(suan)，以便(bian)(bian)確定(ding)合理的(de)(de)驅動(dong)力。

3.預加負載的選擇

根據設計結構的(de)沖(chong)擊、振(zhen)動情況(kuang)以及精度要求，選擇(ze)合適(shi)的(de)預(yu)壓值。

滾動(dong)直線導軌副的現狀

目前，國(guo)(guo)外(wai)生產(chan)滾動直(zhi)線(xian)導軌副的廠商主(zhu)要集中在(zai)美國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)、德國(guo)(guo)及日本等(deng)國(guo)(guo)家。國(guo)(guo)內(nei)在(zai)滾動直(zhi)線(xian)導軌副的制(zhi)造方面還處于初始階段，與國(guo)(guo)外(wai)相比，仍有(you)差距，主(zhu)要表現為(wei)：品(pin)種(zhong)少、產(chan)量小、使用壽命低(di)，噪音大，加工工藝(yi)也(ye)不如國(guo)(guo)外(wai)先進。以南京工藝(yi)裝備制(zhi)造廠、廣東凱特(te)精密(mi)機(ji)械有(you)限公(gong)司為(wei)代表的國(guo)(guo)內(nei)企(qi)業，正(zheng)在(zai)努力縮(suo)小這種(zhong)差距，他們的部分產(chan)品(pin)已(yi)經(jing)具有(you)國(guo)(guo)際先進水平。

直線滾動導軌副的(de)發展趨勢

滾動(dong)直線(xian)導軌(gui)副的新(xin)(xin)類(lei)型、新(xin)(xin)功(gong)能目前(qian)在不斷涌現，并正在向組(zu)合化(hua)、集(ji)成化(hua)、高速、低噪音(yin)、智能化(hua)方(fang)向發展。

1.用滾珠保持的滾動直(zhi)線導(dao)軌副

臺灣CSK直線導(dao)軌公司采用滾珠保(bao)持架與滾珠構成(cheng)一體，保(bao)持滾珠平穩的進行循(xun)環運動，消除了滾珠間的相(xiang)互摩擦(ca)，開發了噪聲低、免維修、壽命長、速度可達(da)300m/min的超高(gao)速直(zhi)線運動(dong)的SSR導(dao)(dao)軌(gui)副，并已開始(shi)推廣。該導(dao)(dao)軌(gui)副實現了100m/min運動速度下噪聲小于50dB，摩擦波動幅度減少到(dao)以(yi)往(wang)產品的1/5。另外，通過了一次加油(you)脂2cm3，運行2800km的(de)(de)試驗。今后帶滾珠保持(chi)架的(de)(de)直線運動導軌(gui)副將逐(zhu)漸(jian)成為高(gao)檔數控(kong)機床選用的(de)(de)主流。

2.直線(xian)電動機和直線(xian)導軌并用

采用一體(ti)化(hua)直線電動機的滑臺系統具有(you)(you)結構緊湊、運行中動力大的特(te)點。同時(shi)滑臺系統的定位精(jing)度也有(you)(you)所提高。SKF直(zhi)線系(xi)統(tong)有限公司與Pratec直線電動(dong)機制造廠進(jin)行合作，并(bing)于1996年已開始推廣一體(ti)化的直線電動機滑臺系統產品(pin)。

3.混合工作(zuo)臺

日(ri)本研(yan)制了一(yi)種(zhong)新型的(de)滾動直線導軌副工作(zuo)臺，它(ta)具(ju)有一(yi)套滑動電磁塊裝置，可在定位(wei)加(jia)工時吸到導軌上以增加(jia)摩擦力(li)，從而提高(gao)了系統的(de)抗振性能，所以它(ta)又稱為(wei)混合工作(zuo)臺(hybridtablesystem)。

4.新材料制(zhi)造的(de)滾動直線導軌副

由(you)于(yu)(yu)用(yong)(yong)(yong)戶要求的(de)(de)多(duo)樣(yang)化及使用(yong)(yong)(yong)環境的(de)(de)不同，出現了用(yong)(yong)(yong)新材(cai)料(liao)制(zhi)造的(de)(de)滾動(dong)直線(xian)導(dao)軌(gui)副(fu)。例如，采用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼制(zhi)作的(de)(de)產(chan)品，其導(dao)軌(gui)軸、滑(hua)塊、鋼球、密封(feng)端和保持器均采用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼材(cai)料(liao)制(zhi)作，而反向器采用(yong)(yong)(yong)合成樹脂，故耐腐蝕性提(ti)高(gao)。對(dui)于(yu)(yu)要求高(gao)溫(wen)和真空用(yong)(yong)(yong)途時(shi)，反向器可以采用(yong)(yong)(yong)不銹(xiu)鋼材(cai)。此外，用(yong)(yong)(yong)陶瓷材(cai)料(liao)制(zhi)造的(de)(de)滾動(dong)直線(xian)導(dao)軌(gui)副(fu)將會(hui)得到(dao)開發(fa)應(ying)用(yong)(yong)(yong)。

目前，在惡劣環境即高粉(fen)塵濃度(du)、強(qiang)酸、強(qiang)堿和(he)高腐蝕(shi)場合(he)使用(yong)直(zhi)線(xian)導(dao)軌(gui)還有一定的(de)局限(xian)性(xing)。但隨著直(zhi)線(xian)導(dao)軌(gui)技(ji)術的(de)日益完善，以及直(zhi)線(xian)導(dao)軌(gui)具(ju)有高速性(xing)與控(kong)制(zhi)性(xing)等諸多突出(chu)的(de)優點(dian)，以及豐富的(de)類(lei)型和(he)功(gong)(gong)能(neng)，可以預期，此機(ji)構作為(wei)一個功(gong)(gong)能(neng)部件將越(yue)來越(yue)多地用(yong)在數控(kong)機(ji)床等機(ji)械設備上。