滚动直线导轨的受力分析与载荷计算

导轨的选型及计算

导轨的选型及计算 按结构特点和摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。 表6-1 导轨类型特点及应用 6.1 初选导轨型号及估算导轨长度 X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -? [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-?P 导轨的运动条件为常温，平稳，无冲击和震动 为何选用滚动直线导轨副： 1）滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小，摩擦阻力小，随动性极好。有利

于提高数控系统的响应速度和灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械的十分之一。 2）承载能力大，刚度高。 3）能实现高速直线运动，起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。 4）采用滚动直线导轨副可简化设计，制造和装配工作，保证质量，缩短时间，降低成本。 导轨的长度： 由于导轨长度影响工作台的工作精度和高度，一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。 其公式为： L=H+S+△l-S1-S2 由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △l—封闭高度调节量 S1—滑块到上死点时，滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分的长度 6.2 计算滚动导轨副的距离额定寿命 X方向的导轨计算 X方向初选导轨型号为4 940 12 GGB20B AL2P- ?，查表9.3-73[1]得，这种导轨的额定动，静载荷分别为Ca=13.6kN,Coa=20.3kN。 4个滑块的载荷按表9.3-48序号1的载荷计算式计算。 其中工作台的最大重量为: G=100×9.8=980N F1=F2=F3=F4=1/4（G1+F）=250N 1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为： L=（f h f t fc fa Ca/ fwPc） ε ?K=27166km 式中 L——额定寿命（km）； Ca——额定动载荷（KN）； P——当量动载荷（KN）； Fmax——受力最大滑块所受的载荷（KN）； Z——导轨上的滑块数；

直线导轨计算

直线导轨的特点及选用 1、直线滚动导轨的特点 直线滚动导轨在数控机床中有广泛的应用。相对普通机床所用的滑动导轨而言，它有以下几方面的优点： 1.1 定位精度高 直线滚动导轨可使摩擦系数减小到滑动导轨的1/50。由于动摩擦与静摩擦系数相差很小，运动灵活，可使驱动扭矩减少90%，因此，可将机床定位精度设定到超微米级。 1.2 降低机床造价并大幅度节约电力 采用直线滚动导轨的机床由于摩擦阻力小，特别适用于反复进行起动、停止的往复运动，可使所需的动力源及动力传递机构小型化，减轻了重量，使机床所需电力降低90%，具有大幅度节能的效果。 1.3 可提高机床的运动速度 直线滚动导轨由于摩擦阻力小，因此发热少，可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率20～30%。 1.4 可长期维持机床的高精度 对于滑动导轨面的流体润滑，由于油膜的浮动，产生的运动精度的误差是无法避免的。在绝大多数情况下，流体润滑只限于边界区域，由金属接触而产生的直接摩擦是无法避免的，在这种摩擦中，大量的能量以摩擦损耗被浪费掉了。 与之相反，滚动接触由于摩擦耗能小．滚动面的摩擦损耗也相应减少，故能使直线滚动导轨系统长期处于高精度状态。同时，由于使用润滑油也很少，大多数情况下只需脂润滑就足够了，这使得在机床的润滑系统设计及使用维护方面都变的非常容易了。 2、宜线滚动导轨的寿命 在选用直线滚动导轨时，应对其本身的寿命进行初步验算。 当直线滚动导轨承受负荷并做滚动运动时，导轨面和滚动部分(钢珠或滚柱)就会不断地受到循环应力的作用，一旦达到临界值，滚动表面就会产生疲劳破损，在某些部位产生鱼鳞状剥离，这种现象称为表面剥落。 所谓直线滚动导轨的寿命，就是指导轨表面或滚动部分由于材料的滚动疲劳而发生表面剥落时为止总行走距离。 直线滚动导轨的寿命具有很大的分散性。即使同批制造的产品，在同样运转条件下使用，其寿命也会有很大的差距。因此，为了确定直线滚动导轨的寿命，一般使用额定寿命这一参数。 所谓额定寿命是指让—批同样的直线滚动导轨逐个地在相同的条件下运动，其中90%的总运行距离能达到不发生表面剥落。 对于使用钢珠的直线滚动导轨，额定寿命L为：

上海PMI直线导轨计算实例

上海PMI 直线导轨计算实例 1，截面惯性矩I ： 截面各微元面积与各微元至截面上某一指定轴线距离二次方乘积的积分。 可以这样来理解，截面惯性矩是构件抗弯曲变形能力的一个参数。由于构件的截面特点，不同方向截面惯性矩可以不同。 TK5型空心导轨 X 轴上的截面惯性矩Ix=2.69×105 mm4 Y 轴上的截面惯性矩Iy=1.86×105 mm4 2，计算举例： 四川5..12大地震对电梯造成了较大的损坏，其中对重架脱轨是损坏最多的形式；造成对重架脱轨的原因之一是地震在水平方向的地表加速度导致对重架与导轨撞击，使导轨变形。某地震区市的一台额定载荷Q=1000Kg 的电梯，轿厢自重P=1400Kg,平衡系数为K=0.5,对重道轨型号为TK5-JG/T 5072-3，导轨支架间距为2500mm,对重导靴上下间距间距为2500mm 。该地的技术机构对地震中电梯对重架脱轨进行技术研究，测算出当地5.12大地震时，此电梯对重导靴对导轨X 轴上的最大水平作用力（Fx ）为对重自重的25％，对重导靴对导轨Y 轴的最大水平作用力（Fy ）为对重自重的50％。试计算在5..12大地震中，此电梯对重道轨TK5-JG/T5072-3可能产生的最大水平变形量。 计算： 对重的重量 W=P+QK=1400+1000×0.5=1900 （Kg ） 在导轨X 轴上的地震作用力 Fx=0.25×W ×gn=0.25×1900×9.8=4655（N ） 在导轨Y 轴上的地震作用力 Fy=0.50×W ×gn=0.5×1900×9.8=9310（N ） X 轴上的挠度: Y 轴上的挠度: 正常使用工况对重道轨计算扰度 电梯参数与前述相同，假设正常状态下对重导轨X 轴和Y 轴上的作用力分别为Fx=50N 、 Fy=200N ，试根据GB7588－2003附录G5.7计算对重导轨X 轴和Y 轴上的最大挠度 X 轴上的挠度： Y 轴上的挠度： )(51.2810 86.1100.248250046557.0487.05533mm EI l F y x x =?????==δ)(43.391069.2100.248250093107.0487.0553 3mm EI l F x y y =?????==δ)(31.010 86.1100.2482500507.0487.05533mm EI l F y x x =?????==δ) (85.01069.2100.24825002007.0487.05533mm EI l F x y y =?????==δ

武汉PMI直线导轨计算实例

武汉PMI 直线导轨计算实例 1，截面惯性矩I ： 截面各微元面积与各微元至截面上某一指定轴线距离二次方乘积的积分。 可以这样来理解，截面惯性矩是构件抗弯曲变形能力的一个参数。由于构件的截面特点，不同方向截面惯性矩可以不同。 TK5型空心导轨 X 轴上的截面惯性矩Ix=2.69×105 mm4 Y 轴上的截面惯性矩Iy=1.86×105 mm4 2，计算举例： 四川5..12大地震对电梯造成了较大的损坏，其中对重架脱轨是损坏最多的形式；造成对重架脱轨的原因之一是地震在水平方向的地表加速度导致对重架与导轨撞击，使导轨变形。某地震区市的一台额定载荷Q=1000Kg 的电梯，轿厢自重P=1400Kg,平衡系数为K=0.5,对重道轨型号为TK5-JG/T 5072-3，导轨支架间距为2500mm,对重导靴上下间距间距为2500mm 。该地的技术机构对地震中电梯对重架脱轨进行技术研究，测算出当地5.12大地震时，此电梯对重导靴对导轨X 轴上的最大水平作用力（Fx ）为对重自重的25％，对重导靴对导轨Y 轴的最大水平作用力（Fy ）为对重自重的50％。试计算在5..12大地震中，此电梯对重道轨TK5-JG/T5072-3可能产生的最大水平变形量。 计算： 对重的重量 W=P+QK=1400+1000×0.5=1900 （Kg ） 在导轨X 轴上的地震作用力 Fx=0.25×W ×gn=0.25×1900×9.8=4655（N ） 在导轨Y 轴上的地震作用力 Fy=0.50×W ×gn=0.5×1900×9.8=9310（N ） X 轴上的挠度: Y 轴上的挠度: 正常使用工况对重道轨计算扰度 电梯参数与前述相同，假设正常状态下对重导轨X 轴和Y 轴上的作用力分别为Fx=50N 、 Fy=200N ，试根据GB7588－2003附录G5.7计算对重导轨X 轴和Y 轴上的最大挠度 X 轴上的挠度： Y 轴上的挠度： )(51.2810 86.1100.248250046557.0487.05533mm EI l F y x x =?????==δ)(43.391069.2100.248250093107.0487.0553 3mm EI l F x y y =?????==δ)(31.010 86.1100.2482500507.0487.05533mm EI l F y x x =?????==δ) (85.01069.2100.24825002007.0487.05533mm EI l F x y y =?????==δ

导轨的选型和计算

导轨的选型及计算 按结构特点与摩擦特性划分的导轨类型见表6-1[5],各类导轨的主要特点及应用列于表中。 表6-1 导轨类型特点及应用 6、1 初选导轨型号及估算导轨长度 X 方向初选导轨型号为494012GGB 20B AL2P -? [6]具体数据见《机械设计手册》9-149 Y 方向初选导轨型号为4109022G G B20AAL 1-?P 导轨的运动条件为常温,平稳,无冲击与震动 为何选用滚动直线导轨副: 1)滚动直线导轨副动静摩擦力之差很小,摩擦阻力小,随动性极好。有利于提

高数控系统的响应速度与灵敏度。驱动功率小,只相当普通机械的十分之一。 2)承载能力大,刚度高。 3)能实现高速直线运动,起瞬时速度比滑动导轨提高10倍。 4)采用滚动直线导轨副可简化设计,制造与装配工作,保证质量,缩短时间,降低成本。 导轨的长度: 由于导轨长度影响工作台的工作精度与高度,一般可根据滑块导向部分的长度来确定导轨长度。 其公式为: L=H+S+△l-S1-S2 由此公式估算出Lx=940mm,Ly=1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块的导向面长度 S—滑块行程 △l—封闭高度调节量 S1—滑块到上死点时,滑块露出导轨部分的长度 S2—滑块到下死点时,滑块露出导轨部分的长度 6、2 计算滚动导轨副的距离额定寿命 X方向的导轨计算 X方向初选导轨型号为4 940 12 GGB20B AL2P- ?,查表9、3-73[1]得,这种导轨的额定动,静载荷分别为Ca=13、6kN,Coa=20、3kN。 4个滑块的载荷按表9、3-48序号1的载荷计算式计算。 其中工作台的最大重量为: G=100×9、8=980N F1=F2=F3=F4=1/4(G1+F)=250N 1)滚动导轨的额定寿命计算公式[6]为: L=(f h f t fc fa Ca/ fwPc) ε ?K=27166km 式中 L——额定寿命(km); Ca——额定动载荷(KN); P——当量动载荷(KN); Fmax——受力最大滑块所受的载荷(KN); Z——导轨上的滑块数;

导轨设计及寿命计算

第一节导轨概述 导轨的功用——导向和承载。 导轨副——由两根相互接触、并能作相对运动的导轨组成。 一根导轨运动、一根导轨固定（运动导轨在上，固定导轨在下）一根导轨较短、一根导轨较长（通常将长导轨作为固定导轨） ①a）图支承刚度明显好于b）图； ②短导轨更易磨损。显然，a）图短导轨卸下（拿去修复）更容易。 一、导轨的分类 1．按运动轨迹分 直线运动导轨 圆周运动导轨 2．按工作性质分

主运动导轨 进给运动导轨 调整导轨 3．按摩擦性质分 （1）液体摩擦（动压和静压导轨） （2）滑动摩擦（固体）（普通滑动导轨） 磨损的基本形式是：磨粒磨损和咬合磨损。 磨粒磨损——磨粒是指存在于导轨面间的微小硬粒（如切屑、尘粒和导轨自身的硬质点等），这些微小硬粒将使导轨面产生机械划伤和磨损沟痕。 咬合磨损——又称咬焊。是指相对运动的两个表面互相咬合，并在表面产生撕裂的现象。咬合的物理意义是：两接触面的分子相互渗透、吸引（同种金属，分子间的亲和力更强），高温下将会产生相互粘连、甚至咬焊。运动时则被撕裂。这种磨损是决不允许发生的。 （3）滚动摩擦（固体）（滚动导轨） 滚动导轨的磨损形式为疲劳磨损和压溃现象。即，滚动体施压，被施压点弹性变形、恢复，再…，反复循环一定次数后，产生疲劳，出现点蚀。更严重的，将会压出凹坑，这就是压溃现象，这

种破坏也是不允许发生的。 4．按受力情况分 开式 闭式 二、导轨的基本要求 导向精度；耐磨性；低速运动平稳性；刚度。 三、导轨设计的步骤 第二节滑动导轨

普通滑动导轨通常与支承件做成一体。 运动导轨相对固定导轨，总是朝着一个确定的方向运动。所以，导轨副间的定位应消除五个自由度。 一、滑动导轨的结构 1．直线滑动导轨的截面形状 现在，滑动导轨的截面形状和尺寸已经标准化。即图8-2所示的：(a) 矩形；(b) 三角形；(c) 燕尾形；(d) 圆形。 另外，根据导轨副中固定导轨的凹凸状态，可将导轨分为： 凸形导轨——固定导轨凸起状态。（用于速度较低场合） 凹形导轨——固定导轨凹下状态。（用于速度较高场合） [注] 图8-2中的（a）和（c），在实际中均需留出间隙用以调整。（1）矩形导轨