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模块化及免维护的直线导轨系统介绍

摘要:直线导轨系统的独立模块式设计保证了其能达到很长的使用寿命,以及实现非常重要的免维护性能。此外其对周边结构也无特殊的要求。由于外形尺寸不受其他模块变化的影响,所以其他模块的改装和更新工作可以随时进行,非常方便和经济。

模块化设计理念保证了精度和动态的运动

满足机床等各种机器设备对现代高精度导轨系统所提出的要求是一个非常具有挑战性的任务:重载和交变的载荷,更快的运动和更短的循环周期,紧凑的尺寸和方便的安装,可接受的购置成本和最少的维护费用。许多工业领域里用到的自动化设计使得直线导轨系统成为一种极具价值的工具。因为作为标准的机器元件,直线导轨能满足大量技术上的要求.达到所需的低成本率。

时至今日,对直线导轨系统的评价不再仅仅限于承载能力、刚度和精度等技术性指标。同样重要的还有对污染物侵入的防范能力,最少的维护需求,以及连班运行可靠性等方面。为了满足诸如此类的要求,就必须要有合适的密封系统,润滑剂储存腔和长期润滑单元。

传统的直线导轨系统不能全部满足以上要求。其中一些是因为技术上的原因而无法实现,另一些则是由于考虑到生产成本的因素。因此人们针对一些具体的应用领域设计了各种各样的直线导轨系统来满足要求。例如,在某些使用标准直线导轨的场合里,润滑剂量的不足会直接导致导轨寿命的显著下降。在此,润滑剂就是导轨可靠运行的一个关键因素。因此就应该选择较短的润滑剂补充周期,以防止导轨寿命因润滑不足而受损。对于一些污染严重的应用场合,设计上所要面对的则是完全不同的问题。如果不能恰当地设计好对滚道和滚动体的防污物保护,磨损的现象就会非常严重。

标准的直线导轨系统并不适合所有的应用

对标准的直线导轨系统的使用可归纳为两点:要么局限其使用的范围;要么在—些使用中为其改装合适的密封和润滑系统,但做到这一点有难度。为了在面对各种各样具体的运用时有充分的配置选择,就必须要在设计相关的设备元件时引入模块化设计的概念。

INA在德国Homburg(Saar)的直线导轨工厂所生产的KUVE系列球滚动体直线导轨系统便是模块化设计理念的一个很好例子。这是一种四排滚子的直线导轨系统,适合于机床制造领域中各种现有的直线导轨应用。这种直线系统包括了一个带球循环轴承的滑块和一根导轨,滑块在安装时经过了预负荷。根据不同的尺寸和设计,这种直线系统可替代传统的楔形导轨和滑动导轨系统。

设计上的种种改进使KUVE直线导轨系统具有超越传统直线导轨的优异性能,同时也保持了良好的性价比。现在这种免维护的直线导轨系统经选配,可适用于各种不同的应用场合。

采用模块化设计以求实现最佳的解决方案

现代的直线球循环轴承与导轨组件应具备以下特性:高的静负荷和动负荷能力,高机械刚性和抗扭刚性,高运行精度和定位精度,高加速度和运行速度,优良的防污物和抗环境干扰的密封性能,低磨损、低润滑要求和长的维护间隔。通过设计优化,它们应易于融入到机床的设计中,维修替换时也有良好的兼容性,运输简便、易于安装。

为了满足这些要求,INA的工程师特别建立了设计规范,用以进一步发展KUNE模块化系统,并已经开发出了满滚子和预负荷的型号。这种非常紧凑的直线导轨系统在各个方向都有非常高的承载能力,也能承受来自各个方向的力矩。这是因为滑块中的四排循环球与滚道都是两点接触,每排的接触角是450。

通过对直线导轨系统的受力变形进行分析,改变外形曲线从而得到了系统最优化的整体刚度。运用这种方法,尽管设计出的直线导轨系统尺寸相对较小,但传统直线导轨设计中使用实心鞍座所带来的优点都得以保留。另一个优点是在功能上把回球装置与端片分开,这样可以得到更好的运行特性,更佳的抗外界干扰的能力以及简便的安装。

无泄漏及良好的润滑

在此新的密封系统值得一提。它是由上侧密封条和下侧密封条(下侧密封条位于V形槽内)组成,为滑块提供了完美的密封保护,并由此使整个直线导轨系统获得很长的使用寿命。另外,现在导轨上的螺栓孔也可用特殊的盖片来密封。

INA的工程师还解决了另一个在传统直线导轨系统上普遍存在的问题,即充分润滑的问题。新设计的滑块内部的润滑剂储存腔使滑块总运行距离可以达到40000km。特殊的润滑剂分配道以及由润滑剂储存腔所提供的额外润滑剂能保证导轨在任何安装位置上都可得到充分的润滑。因此,维修的间隔时间增长了,也保证了整个部件的连续运行性能。特殊的刮片在各种条件下都能提供完美的密封效果。

一种完美的长期运行系统

在这里所讨论的模块化设计理念里,润滑系统和密封系统是其中最重要的组成模块。这些模块的设计灵活可变,使得在一些需要免维护的应用中,可选用最佳的模块配置方案,提供最理想的直线导轨系统。它们也保证了直线导轨可在严重污染的环境中工作,或使用在对润滑效果要求非常高的应用中。

直线导轨系统的独立模块式设计保证了其能达到很长的使用寿命,以及实现非常重要的免维护性能。此外其对周边结构也无特殊的要求。由于外形尺寸不受其他模块变化的影响,所以其他模块的改装和更新工作可以随时进行,非常方便和经济。INA提供的KUVE模块化直线导轨系统是一种附有大量可选配置的通用设计方案。

对于设计工程师和现实应用来说,非常重要的是要了解,在不断变化发展中,模块化的结构总是体现当时的技术发展水平的,在经过几年使用后,设备中的模块依然能兼容最新的技术发展。这要求机器和设备在设计之初就要有相对开放的设计方案和具有前瞻性的设计考虑。

标签:直线导轨

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