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轴承使用

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直线轴承、滑动导轨、无油衬套3种直动导向零件比较

点击:372 日期:2019-03-11 选择字号:
作为直动导向零件,在移载・搬运・定位・组装等自动化领域的运动机构中最为常用。这里将对比直线轴承、滑动导轨、无油衬套3种直动导向零件。

三种直动导向零件的特征比较

种类

承载特性

摩擦系数

导向精度

耐环境性

可维护性

价格

直线轴承

△〜○

△〜○

低价格

直线导轨

△〜○

高价格

无油衬套

×

中等价格



直动导向零件的特征和构造的关联

(1)承载特性方面的性能差异

直线轴承和无油衬套:
组装有直线轴承或无油衬套的可动元件,一般是装配在两端采用支撑构造的轴(导轨)上来实现其运动机能的。承载大载荷的情况下、轴容易变形。(此外、垂直方向上直动导向时,由于轴无需支撑可动组件的载荷,可采用忽略载荷问题的简易结构。)

滑动导轨:
可动组件是在固定于基座的导轨上运动,承载特性优异

直线轴承、无油衬套 ⇒ 在两端被固定的轴(导轨)上运动 ⇒ 轻〜中载荷的直线运动
滑动导轨 ⇒ 在固定于基座的导轨上运动 ⇒ 轻〜重负载的直线运动

(2)摩擦系数方面的性能差异


在这里,导向滑动方法的差异(滚珠滑动或表面滑动)决定性能差异。摩擦系数的差异,直接关系到驱动执行机构的选择。


摩擦阻力小=摩擦力小=用小转矩电机可驱动=将回转转换为直动
摩擦阻力大=摩擦力大=需要大转矩或推力驱动=用直动气缸直接驱动

●使用上的注意点
1.摩擦系数的大小会影响到驱动设备的能力以及运动时的发热量。无油衬套不适用于工作条件为发热量较大的连续高速运动。
2.采用气缸的情况下,不能像电机一样控制初始/停止时的速度,可通过安装减震阻尼器等柔性制动机构,来实现高速运动和振动抑制。

(3)导向精度方面的性能差异

基本上是由轴承和导轨间的间隙来决定的性能。

a)直线轴承采用圆柱形轴作为导轨,轴承和导轨之间的间隙采用「间隙配合:g6」或者「过渡配合:h5」,保持微小「间隙」状态进行滑动。
b)直线导轨采用专用的导轨,小间隙型(0〜3μm)或加压型(-3〜0μm)那样的高精度轴承和导轨成对使用。
c)无油衬套与直线轴承相比,与导轨(轴)之间的间隙较大,导向精度较低。

■使用上的注意点
1.直线轴承和滑动导轨,各自滚珠和导轨间的接触状态不同。直线轴承为点接触状态,接触部局部承受较大载荷。
2.滑动导轨的导轨与滑块滚珠接触部采用凹槽形状,使得滚珠与导轨面呈面接触状态,接触部载荷呈分散状态。在滑动部接触状态方面两者的承载特性也存在差异。



直线轴承 ⇒ 点接触状态 ⇒ 局部垂直载荷分布 ⇒不适合大载荷条件
滑动导轨 ⇒ 面接触状态 ⇒ 分散垂直负载分布 ⇒可承受较大载荷

(4)关于耐环境性和可维护性

这种性能差异是由构成材料的差异决定的。

a)直线轴承和滑动导轨由于润滑油(润滑脂)的效果可实现长期可靠性,因此在工作环境中不能超出润滑油的耐环境性指标。
b)无油衬套一般用于无润滑油也可实现其性能的工作环境,耐环境性和可维护性好。

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