直线轴承的长度和导向性能
直线轴承根据轴承长度可分为4种类型:单衬型、双衬型、加长型以及非标设计(采用2个单衬型的专用设计)。轴承长度差异直接关系到导向性能。
轴承长度和承载性能的关系:
轴承越长则轴承支撑点越多、各轴承接触点所需承载载荷越小
这一结论可根据单衬型、双衬型、加长型3个种类的直线轴承长度不同,额定载荷依次增大的实际情况分析得出。
因此,选择轴承长度较长的直线轴承,能够提高产品承载性能(=寿命增长、可靠性增加)。

轴承长度和导向精度的关系:
轴承长度越长,导向精度越高。
1)通过平均化导轨(轴)的导向误差,来提高产品精度(平均化效果)

2)通过减小与导轨(轴)之间的间隙误差,来提高产品精度

轴承的平均化效果:通过增大导轨轴承长度来增加轴承支撑数量,使导轨表面的误差因素(表面粗糙度及弯曲变形量)被平均化,误差因数的影响被抑制在一半以下。
因此通过增加轴承长度,可以提高承载性能和导向精度。所以非标设计(采用2个单衬型的专用设计)直线轴承常被用于某种程度的高精度工作环境下。

导轨(轴)变形量的计算说明:
直线轴承和轴构成的直动机构中,轴的变形量可以通过下列公式进行计算。
δ=W・a3・b3/3・E・I・L3
a:从支撑端点到载荷位置的距离
b:a反方向侧支撑端点到载荷位置的距离
L:轴的支撑间距
E:杨氏模量
I:截面二阶矩
I=π・d4/64≒0.05d4
d:轴半径
当a=b=L/2の时、δ=W・L3/0.96・E・d4
由此可知
如果要减小轴的变形量,应采用加粗轴径(4倍效果)或缩短轴支撑间距(3倍效果)的设计思路。
零件材质及表面处理的特征和应用例
直线轴承的构成材料、表面处理和应用例如下。
外圈材料 | 表面处理 | 保持器材料 | 滚珠材料 | 应用例 |
SUJ2 | – | 树脂/SUS440C相当 | SUJ2 | 耐磨性要求一般的滑动导轨 |
SUJ2 | 低温镀黑铬 | 同上 | SUS440C相当 | 无反射的光学设备零部件 无尘室用 高精度移动用 |
SUJ2 | 化学镀Ni-P | 同上 | 同上 | 无尘室用 要求耐化学药品性的滑动部 要求耐磨性的滑动部 |
SUS440相当 | – | 同上 | 同上 | 轻载荷无尘室使用以及食品・医疗相关设备使用 |
表面处理的特性比较。
外圈材料 | 表面处理 | 特征 |
SUJ2 | – | ・SUJ2为铁材、易生锈 |
同上 | 低温黑铬 | ・摩擦系数小、耐磨性好 ・能够形成均匀的薄涂层 ・电镀颜色为黑色、不反射光线,具有良好的吸热性 |
同上 | 化学镀Ni-P | ・耐化学药品性/耐腐蚀性优异,多用于无尘室等 ・硬质镀层、有光泽 ・非磁性涂层 |