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產(chǎn)品知識

直線滑軌的工作原理

時間:2022-09-08 作者:超級管理員 點擊:1220次

              


直線滑軌,也稱為直線導軌或直線運動軸承,是一種允許在單軸上進行平滑和無摩擦運動的軸承。機床、機器人、執(zhí)行器、傳感器和其他機械設備通常需要在任何三維軸上沿直線移動組件。當與另一個物體接觸時,自由平移運動總是被摩擦力抵消,摩擦力是由兩個物體施加的力與彼此的運動方向相反。施加的摩擦力的大小由作用在接觸表面上的載荷和稱為摩擦系數(shù)的表面特性決定。


直線滑軌的主要部件是軸承,它可以是滾動元件、平面軸承或磁軸承。滾動元件使用滾珠或滾子來最小化與摩擦表面的接觸面積。這些元素滾動的表面稱為滾道。利用滾動球的滾動軸承稱為滾珠軸承,而使用滾子的是滾子軸承。滾珠軸承將接觸減少到一個小點。理論上,只要表面能夠抵抗所產(chǎn)生的無限高的接觸應力,接觸面積就可以減小到一個無限小的點。在實踐中,球和滾道表面會輕微變形,從而產(chǎn)生有限的接觸區(qū)域。小面積的接觸限制了滾珠軸承承受重載。為了應對產(chǎn)生的高接觸應力,增加了接觸球的數(shù)量。這是通過添加更多排球和比賽來完成的。

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使用滾子的滾動體是滾子軸承,其設計目的是承載載荷并最大限度地減少摩擦。滾動軸承使用將運動部件與軸承分離的滾動元件來移動負載。理論上,滾子和滾道表面之間的接觸面積是一條線。與球形球元件一樣,滾子往往會變形,從而形成矩形接觸區(qū)域。這個矩形區(qū)域比同等尺寸的滾珠軸承要大。因此,由此產(chǎn)生的接觸應力較低,允許它們承載更大的負載。


平面軸承使用滑動表面而不是滾動元件來支撐負載并允許運動。平面軸承使用摩擦系數(shù)和潤滑系數(shù)低的材料和表面處理。一些平面軸承由復合材料制成,例如 PTFE 和石墨,并帶有金屬背襯。這種類型稱為干式潤滑。這允許滑動表面之間沒有金屬與金屬的接觸,并提供金屬背襯的散熱特性。隨著 PTFE 和石墨軸承的磨損,磨損的顆粒成為潤滑層。在塑料滑動軸承中可以看到類似的特性,但是它們?nèi)狈ι崽匦圆⒊洚敓峤^緣體。


一種類型的平面軸承使用加壓空氣、潤滑劑或其他類型的流體來抵抗由表面相互施加的載荷。靜壓潤滑是用于加壓液體潤滑劑的術語,而空氣靜壓是用于壓縮空氣的術語。由于其清潔度,干燥空氣通常用于直線運動應用。靜壓直線運動軸承提供近乎無摩擦的運動,使其可用于非常高精度的機器。這種類型的缺點是生產(chǎn)加壓流體所需的昂貴輔助設備。


與靜壓潤滑類似,磁力軸承通過排斥或吸引移動物體來提供近乎無摩擦的運動。磁性軸承不是使用加壓流體來懸浮物體,而是使用由電磁體產(chǎn)生的磁力。磁力軸承可以施加很大的力,使其適用于高負載應用。然而,由于安裝儀器的可能干擾和相對較高的能耗,這種類型的應用有限。


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