當機器設(shè)計人員需要快速,準確地控制最重載荷的線性運動時,他們通常會選擇輪廓導軌線性導軌而不是圓導軌。型材導軌(有時稱為方型導軌)與圓形導軌產(chǎn)品相比具有更高的剛度和剛度,并且在小包裝中具有較高的承載能力。但是,型材導軌的剛性,負載能力,行進精度,操作平穩(wěn)性,速度可能會顯著不同,并且具有各種尺寸和安裝配置。
建筑選擇
異型軌架構(gòu)的主要區(qū)別在于滾動元件的形狀和布置。主要選項是:帶滾珠軸承的雙背結(jié)構(gòu),帶滾柱軸承的雙背結(jié)構(gòu)和帶滾珠軸承的雙面結(jié)構(gòu)。
帶有球軸承的雙后背結(jié)構(gòu),使用兩組在軌道內(nèi)部背靠背運行的球軸承,提供了高的力矩負載能力。滾珠軌道的半徑僅比滾珠本身的半徑大一點,這使?jié)L珠軸承在負載下無限地變平時將其固定,從而略微擴大了滾珠與座圈之間的接觸面積。
圖1:帶軸承的雙后架構(gòu)
在帶滾子的雙后背選項中,圓柱滾子代替了滾珠軸承(圖2)。這對于僅具有單點接觸區(qū)域的凸球提供了更高的穩(wěn)定性,從而使其在壓力下更容易變形。
圖1:帶軸承的雙后架構(gòu)
在帶滾子的雙后背選項中,圓柱滾子代替了滾珠軸承(圖2)。這對于僅具有單點接觸區(qū)域的凸球提供了更高的穩(wěn)定性,從而使其在壓力下更容易變形。
圖2:帶滾輪的雙背架構(gòu)
帶有滾珠軸承的雙面結(jié)構(gòu),導軌對安裝表面的誤差具有更大的容忍度,但會損害其剛性和力矩負載能力。它使用四個軸承軌道,它們在導軌的頂部而不是在導軌的內(nèi)部面對面部署(圖3)。雙面軸承裝置在各個方向上均具有相等的承載能力。
圖3:雙面結(jié)構(gòu),帶滾珠軸承
選擇哪種架構(gòu)適合哪種應用需要在剛性,容量,精度,平滑度,尺寸,耐用性和成本方面進行權(quán)衡。確實存在其他配置文件體系結(jié)構(gòu),但本文重點關(guān)注行業(yè)領(lǐng)導者。
探索權(quán)衡
軸承架構(gòu)的選擇首先要確定以下信息:
負載質(zhì)量
負載的位置,例如放在托架頂部或側(cè)面
要求的精度
理想的旅行生活
系統(tǒng)安裝限制
雙背架構(gòu)的剛性,承載能力和跟蹤精度使它們成為苛刻應用的理想選擇,包括高負載工業(yè)自動化,機床設(shè)備和精密測量。
對于最苛刻的應用,滾動軸承元件將提供更大的優(yōu)勢。滾輪的空間利用率更高,這意味著它們可以在較小的占地面積內(nèi)提供更高的負載能力,這在狹窄的空間中可能是有價值的。
許多因素都會影響成本和直線導軌的設(shè)計。對于要求最高剛性的應用,運動工程師通常使用滾珠軸承或滾子軸承指定雙后背結(jié)構(gòu)。對于要求較低剛度的應用,他們可能會指定所謂的雙面結(jié)構(gòu),也可以與球軸承或滾子軸承一起使用。但是,這些可能并不適用于所有情況。
盡管雙背架構(gòu)可能是例如高精度,高容量的最佳應用程序,但是雙面架構(gòu)可能更適合那些以平穩(wěn)運行和成本為驅(qū)動力的應用程序。還有一些方法可以配置這兩種體系結(jié)構(gòu),以使其更堅固,更平滑。
一切都回到確定什么是預期的負載以及將其放置在何處。還有許多選擇工具可指導您選擇配置以滿足客戶的需求。例如,湯姆森(Thomson)提供的工具可通過一套全面的算法來計算應用程序數(shù)量,并將結(jié)果與可用技術(shù)的數(shù)據(jù)庫進行比較,以確定優(yōu)化的解決方案集。
為了進一步幫助設(shè)計工程師做出正確的選擇,湯姆森等設(shè)備供應商提供了設(shè)計資源,包括協(xié)助確定最佳解決方案的應用工程師團隊,技術(shù)資料,白皮書,網(wǎng)絡研討會和視頻指導。
有了如此眾多的選擇,最終的選擇取決于工程師的判斷以及他們對客戶喜好的陳述(無論陳述與否)的理解,這將導致最終的設(shè)計。