在轮廓直线导轨选择中探索设计折衷

作者:汤姆森Thomaon 日期:19/10/21 16:50 浏览:23

当机器设计人员需要快速,准确地控制最重载荷的线性运动时,他们通常会选择轮廓导轨线性导轨而不是圆导轨。型材导轨(有时称为方型导轨)与圆形导轨产品相比具有更高的刚度和刚度,并且在小包装中具有较高的承载能力。但是,型材导轨的刚性,负载能力,行进精度,操作平稳性,速度可能会显着不同,并且具有各种尺寸和安装配置。


建筑选择

异型轨架构的主要区别在于滚动元件的形状和布置。主要选项是:带滚珠轴承的双背结构,带滚柱轴承的双背结构和带滚珠轴承的双面结构。

  • 带有球轴承的双后背结构,使用两组在轨道内部背靠背运行的球轴承,提供了高的力矩负载能力。滚珠轨道的半径仅比滚珠本身的半径大一点,这使滚珠轴承在负载下无限地变平时将其固定,从而略微扩大了滚珠与座圈之间的接触面积。


图1:带轴承的双后架构

  • 在带滚子的双后背选项中,圆柱滚子代替了滚珠轴承(图2)。这对于仅具有单点接触区域的凸球提供了更高的稳定性,从而使其在压力下更容易变形。


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图1:带轴承的双后架构

  • 在带滚子的双后背选项中,圆柱滚子代替了滚珠轴承(图2)。这对于仅具有单点接触区域的凸球提供了更高的稳定性,从而使其在压力下更容易变形。

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图2:带滚轮的双背架构

  • 带有滚珠轴承的双面结构,导轨对安装表面的误差具有更大的容忍度,但会损害其刚性和力矩负载能力。它使用四个轴承轨道,它们在导轨的顶部而不是在导轨的内部面对面部署(图3)。双面轴承装置在各个方向上均具有相等的承载能力。


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图3:双面结构,带滚珠轴承

选择哪种架构适合哪种应用需要在刚性,容量,精度,平滑度,尺寸,耐用性和成本方面进行权衡。确实存在其他配置文件体系结构,但本文重点关注行业领导者。


探索权衡

轴承架构的选择首先要确定以下信息:

负载质量

负载的位置,例如放在托架顶部或侧面

要求的精度

理想的旅行生活

系统安装限制


双背架构的刚性,承载能力和跟踪精度使它们成为苛刻应用的理想选择,包括高负载工业自动化,机床设备和精密测量。

对于最苛刻的应用,滚动轴承元件将提供更大的优势。滚轮的空间利用率更高,这意味着它们可以在较小的占地面积内提供更高的负载能力,这在狭窄的空间中可能是有价值的。


许多因素都会影响成本和直线导轨的设计。对于要求最高刚性的应用,运动工程师通常使用滚珠轴承或滚子轴承指定双后背结构。对于要求较低刚度的应用,他们可能会指定所谓的双面结构,也可以与球轴承或滚子轴承一起使用。但是,这些可能并不适用于所有情况。


尽管双背架构可能是例如高精度,高容量的最佳应用程序,但是双面架构可能更适合那些以平稳运行和成本为驱动力的应用程序。还有一些方法可以配置这两种体系结构,以使其更坚固,更平滑。


一切都回到确定什么是预期的负载以及将其放置在何处。还有许多选择工具可指导您选择配置以满足客户的需求。例如,汤姆森(Thomson)提供的工具可通过一套全面的算法来计算应用程序数量,并将结果与可用技术的数据库进行比较,以确定优化的解决方案集。


为了进一步帮助设计工程师做出正确的选择,汤姆森等设备供应商提供了设计资源,包括协助确定最佳解决方案的应用工程师团队,技术资料,白皮书,网络研讨会和视频指导。

有了如此众多的选择,最终的选择取决于工程师的判断以及他们对客户喜好的陈述(无论陈述与否)的理解,这将导致最终的设计。




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