滚动导轨的应用及其特点

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：滚动导轨主要有滚动导轨支承块和直线滚动导轨两种形式。目前，数控机床的导轨普遍采用直线滚动导轨。数控机床直线滚动导轨的精度等级及选用见表5-2。图5-14 直线滚动导轨副的四种安装固定方式直线滚动导轨副的预紧为了提高直线滚动导轨副的刚度及消除其间隙、防止立式导轨上的滚动体脱落或歪斜等，可采用过盈配合法或调整法对其进行适当预紧。

滚动导轨（见图5-10）是在导轨工作面之间安装滚动体（如滚珠、滚柱或滚针，其特点及应用范围见表5-1），使两导轨面间形成滚动摩擦的一种导轨副。滚动导轨主要有滚动导轨支承块和直线滚动导轨两种形式。目前，数控机床的导轨普遍采用直线滚动导轨。

图5-10 数控机床用的直线滚动导轨

1）近代中等载荷数控机床导轨采用的独立标准部件——滚动导轨支承块（见图5-11）。其结构刚度高、承载能力大、便于拆装，可直接装在任意行程长度的运动部件上。当运动部件移动时，滚珠或滚柱在支承部件的导轨面与本体间滚动，同时绕本体循环滚动。导轨块的数目取决于导轨长度和负载的大小。

表5-1 滚动体的特点及应用范围

图5-11 滚动导轨支承块的结构及应用

1—固定螺钉 2—导轨块 3—动导轨体 4—滚动体 5—支承导轨 6、7—带返回槽的挡板

2）现代数控机床广泛采用直线滚动导轨（又称为低噪音型滚动直线导轨），它的导向性好，可承受颠覆力矩；能长时间高速运行且保持精度，预加负载可提高其刚性，具有误差自调均化能力；安装基面允许误差较大，采取精铣或精刨加工即可。数控机床直线滚动导轨的精度等级及选用见表5-2。

表5-2 数控机床直线滚动导轨的精度等级及选用

1.直线滚动导轨副的工作原理

直线滚动导轨副主要由导轨体/滚道1、滚动体保持架3、承载滚珠列4、端部密封5、端盖6、滑块7和润滑油杯8等组成（见图5-12）。其中，导轨体1固定在不动部件上，滑块7固定在运动部件上。当滑块7与导轨体1相对移动时，承载滚珠列4在导轨体1和滑块7之间的循环圆弧直槽内滚动，并通过端盖6内的滚道，从工作负荷区移动至非工作负荷区，再滚动回工作负荷区不断循环，从而完成进给传动部分所要求的支承和导向任务。为防止灰尘和脏物进入导轨副的滚道，滑块两端及下部均装有塑料密封垫；为减小阻尼系数，导轨副的滑块上安装润滑油杯以随时润滑。直线滚动导轨副的导轨体和滑块上通常有4列圆弧滚道，因此它可承受4个方向的负荷和翻转力矩。导轨体承受能力随滚道中心距的增大而加大，不同规格的滚动直线导轨有不同的承载能力，可根据所承受负荷的大小来选择。

图5-12 直线滚动导轨副的结构

1—导轨体/滚道 2—侧面密封垫 3—滚动体保持架 4—承载滚珠列 5—端部密封 6—端盖 7—滑块 8—润滑油杯

2.直线滚动导轨副的安装和预紧

（1）直线滚动导轨副的安装（见图5-13）通常，两根或多根直线滚动导轨副并行使用，以适应各种行程（短导轨接长）和用途的需要。其中一条为基准导轨，可安装为水平、垂直或倾斜姿态。

1）安装前，检查并修复导轨副及装配面的毛刺、碰伤和锈蚀等，并清洗干净表面附着的防锈油等污物。

2）预先检查装配连接部位的螺栓孔是否吻合，避免错位而强行拧入螺栓使导轨副的精度降低。

图5-13 直线滚动导轨副的安装过程

3）安装时，务必采取正确的安装固定方式（见图5-14），先安导轨体，再装滑块；要确保运动部件相对于支承元件的正确导向性。

图5-14 直线滚动导轨副的四种安装固定方式

（2）直线滚动导轨副的预紧为了提高直线滚动导轨副的刚度及消除其间隙、防止立式导轨上的滚动体脱落或歪斜等，可采用过盈配合法或调整法对其进行适当预紧（见图5-15）。过盈配合法是施加一定的且大于外载荷的预加载荷，使导轨副产生2～3μm的过盈量，当运动部件较重时，可靠自身重力提供预加载荷。调整法是利用螺钉、斜块或偏心轮等对导轨副进行预紧。

滚动导轨的应用及其特点

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