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导轨的选型及计算
按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。
表6-1 导轨类型特点及应用
导轨类型 主要特点 应用 导轨类型 主要特点 1,运动灵敏度高,低速运动平稳性好,定位精度高。2,精度保持性好,滚动导轨 磨损少,寿命长。3,刚性和抗振性差,结构复杂成本高,要求良好的保护 1,速度高(90m/min~600m/min),形成液体摩擦2,阻尼大,抗阵性好 3,结构简动压导轨 单,不需复杂供油系统,使用维护方便4,油膜厚度随载荷与速度而变化。影响加工精度,低速重载易出现导轨面接触 应用 广泛用于各类精密机床,数控机床,纺织机械等 主要用语速度高,精度要求一般的机床主运动导轨 各种大型,重型机床,精密机床,数控机床的工作台 滑动导轨 1, 结构简单,使用维修方便。2,未形成完全液体摩擦时低速易爬行 3,磨损大寿命低,运动精度不稳定 普通机床,冶金设备上应用普遍 塑料导轨 1,动导轨表面贴塑料软带等与铸铁 或钢导轨搭配,摩擦系数小,且动静摩擦系数搭配,不易爬行,抗摩擦性能好。2,贴塑工艺简单。3,刚度较低,耐热性差容易蠕变 1,在支撑导轨上镶装有一定硬度的不钢板或钢带,提高导轨耐磨性,改善摩擦或满足焊接床身结构需要。2,在动导轨上镶有青铜只类的金属防止咬合磨损,提高耐磨性,运动平稳精度高 主要应用与中大型机床压强不大的导轨应用日益广泛 镶钢,镶金属导轨 镶钢导轨工艺复杂,成本高。常用于重型机床如立车,龙门铣床的导轨上 1,摩擦系数很小,驱动力小。2,低速运动平稳性好 3,承载能力大,刚静压导轨 性,吸阵性好4,需要一套液压装置,结构复杂,调整困难 6.1 初选导轨型号及估算导轨长度
X方向初选导轨型号为GGB20BAL2P12?940?4 [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为GGB20AAL2P12?1090?4
导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副：
1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利
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于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。
2）承载能力大，刚度高。
3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。
4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。
导轨的长度：
由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。
其公式为：
L=H+S+△l-S1-S2
由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L—导轨长度
H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △l—封闭高度调节量
S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度
6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命
X方向的导轨计算
X方向初选导轨型号为GGB20BAL2P12?940?4，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。
4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。 其中工作台的最大重量为:
G=100×9.8=980N
F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N
1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为：
L=（fh ft fc fa Ca/ fwPc）
式中 L——额定寿命（km）； Ca——额定动载荷（KN）； P——当量动载荷（KN）；
Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）； Z——导轨上的滑块数；
??K=27166km
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?——指数，当导轨体为滚珠时，?=3；当为滚柱时?=10/3；
K——额定寿命单位（KM），滚珠时，K=50KM；滚柱时，K=100KM； fh ——硬度系数；
fh ――（滚道实际硬度（HRC））。
由于产品技术要求规定，滚道硬度不得低于58HRC，故通常可取fh =1 ft ——温度系数，查表6-2[7],得ft=1
表6-2 温度系数
工作温度/C 0?100 1 100~150 0．90 150~200 0．73 200~250 0．60 ft fc——接触系数，查表6-3；得fc=1
表6-3 接触系数 每根导轨上的滑块数 1 1．00 2 0．81 3 0．72 4 0．66 5 0．61 fc fa——精度系数，查表6-4；取fa=1.5
表6-4 精度系数 工作条件 无外部冲击或振动的低速运动的场合，速度小于15m/min 无明显冲击或振动的场合，速度为15~60m/min 有外部冲击或高速运动的场合，速度大于60m/min fa 1~1.5 1.5~2 2~3.5 fw——载荷系数，查表6-5；得fw=1
表6-5 载荷系数 精度等级 2 1．0 3 1．0 4 0．9 5 0．9 fw 则L=27166Km
2)寿命时间的计算
当行程长度一定，以h为单位的额定寿命为：
L?10327166?103Lh???30592.3h
2La?n2?602?0.74?1?60 专业.资料.整理