中国直线导轨的应用

利兴机械——直线导轨

利兴机械在中国直线导轨所具有的自动化功能,是把直线导轨作用力广泛扩散,扩大承受力的面积.为了实现这一点,导轨系统的沟槽形状有多种多样.    直线导轨现在主要应用在自动化机械上,并且被广泛的使用,特别是方形导轨也可以用于带预载荷的情况,到目前为止,采用球形滚珠元件的轴承.效果还是非常明显的,值得注意的是,如果在不提高包络尺寸的情况下需要比方形滚珠导轨更高的载荷能力,所以方

形和圆形的一起配合使用,效果是不言而喻的.

   另外为了提高系统的灵敏度,减少运动阻力,相应地要减少预加负荷,而为了提高运动精度和精度的保持性,这就对直线导轨的自动化功能有了更高的要求.

   滚珠丝杆导轨的作用也可以是是用来支撑和引导运动部件,按给定的方向做往复直线运动.这与摩擦的大小有着很直接的关系,直线导轨的移动元件和固定元件之间不用中间介质,而用滚动钢球.因为滚动钢球适应于高速运动,摩擦系数小,灵敏度高,满足运动部件的工作要求,这也大大推动了自动化机械的快速的发展.

直线同步电机除了产生平行于运动方向的推力之外，还会在动子与定子之间产生一个垂直于进给运动方向的法向磁吸力，其数值为推力的10倍左右。因为电机的定子是由体组成的，所以无论电机动子中是否通电，法向磁吸力都存在。影响导向精度的主要因素有导轨承导面的几何精度、直线导轨的结构类型、导轨副的接触精度、表面粗糙度、导轨和支承件的刚度、导轨副的油膜厚度及油膜刚度，以及导轨和支承件的热变形等。单边型直线同步电机驱动系统产生的法向磁吸力使承受垂向力的直线导轨产生较大的变形，影响了数控机床的加工精度。法向磁吸力还增大了直线导轨和滑块之间的压力，进而使两者之间的摩擦力增加，会使推力产生波动，降低了数控机床的动态性能。目前主要通过采用双变型结构的设计方法来解决法向磁吸力引起的问题。

       针对此问题，可将直线同步电机的动子、定子与机床直线导轨副结合起来设计，1为直线电机座，2为定子连接块，3为电机定子，4为电机动子，5为动子连接块，6为直线导轨，7为工作台，8为滑块，9为底座。

双直线电机水平进给平台主视图

双直线电机水平进给平台立体结构图

        两个直线同步电机分别布置在工作台运动模块的两侧，组成A字型结构水平进给平台。针对此问题，可将直线同步电机的动子、定子与机床直线导轨副结合起来设计，1为直线电机座，2为定子连接块，3为电机定子，4为电机动子，5为动子连接块，6为直线导轨，7为工作台，8为滑块，9为底座。利用动子与定子之间的法向磁吸力来实现了两个直线同步电机法向磁吸力水平方向的分力抵消为零，垂直方向的分力抵消了工作台的部分重力，减小了滑块和直线导轨之间的摩擦力。定子连接块、动子连接块横截面的梯形设计可以在数控机床的床身、立柱等基础部件不改变的情况下更好地安装该水平进给平台。

       2.2 电机发热问题

        直线同步电机运行时，由于铜损和铁损，线圈会发热，其温度将会超过100℃，直线同步电机本身由于结构简单，其散热效果还是比较好的。但是当电机应用于数控机床时，通常安装在机床内部，造成散热困难。

某型号直线电机的表面发热特性

        为某型号直线电机的表面的发热特性，横坐标表示电机的连续额定推力的百分比，纵坐标表示动子热力学温度变化。直线导轨不单单是应用在这两种机器上，对于现今的机床上也有广泛的使用。可知即便在水冷的条件下，动子表面的温升仍有15K以上。对于直线电机负荷变化频繁的情况，初级的发热量变化也会较大，若机床的精度要求较高，则很难满足要求。

       从整体的数据看来，想必大家都已经非常清楚直线导轨在同步电机中的重要性了，可以说是无法替代的。如果说直线同步电机是数控机床的，那么，直线导轨无疑就是前者的所在了。