结构参数对滚动直线导轨副的影响研究

建立滚动直线导轨副有限元模型,通过时域分析分别研究导轨副中滚珠材料、导轨材料、滑块材料、滚珠数目、滑块肋板厚度对滚动直线导轨副应力的影响。结果表明,为使滚动直线导轨副变形和应力达到最小,应该选择最优的材料参数,最优的滚珠数目以及选择最优的肋板厚度。本研究可为滚动直线导轨副的结构优化设计提供一定的理论参考,有利于设计效率的提高。     

直线滚动导轨副的装配夹具

直线滚动导轨副（以下称直线导轨副）是数控机床上直线快速运动的关键部件（图1）。直线导轨副是由一根长导轨轴和滑块座构成,滑块座的块数需要根据实际情况而定,滑块座内有四组滚珠钢球,1与2,3与4,5与6,7与8各为一组。其中承受载荷滚珠为2、3、6、7,非承受载荷滚珠为1、4、5、8。随着滑块座（或导轨轴）的移动。滚珠就周而复始地进行滚动运动。作为一个生产直线导轨副的专业化厂家,我们从工艺技术上和加工中积极采取措施,努力提高产品质量。在装配钢球过程中也采取措施。当滑块座加工完毕安装返向器后,行业内大部分厂家采用手工塞钢球,效率不仅很低,而且装入钢球数目很难控制。为此,我们大胆探索,终于制造出既能满足装配要求,又能提高工效的一套装配夹具。     

滚柱导轨副中滚柱接触特性分析

滚柱式滚动直线导轨副采用滚柱为滚动体,接触方式为线接触,因此与采用滚珠为滚动体的滚动直线导轨副相比,具有更高的承载性能及更高的刚性,大大提高了滚动直线导轨副的动静负载和刚性。滚柱式滚动直线导轨副具有高精度、高速度、低摩擦、低噪声、长时期免维护及国际标准尺寸（安装兼容性）等优良特性,主要结构如图1所示。导轨与滑块滚道之间添加滚柱为滚动体,当导轨与滑块作相对运动时,滚柱就沿着导轨上的经过淬硬和精密磨削加工而成的四条滚道滚动,通过改变滚柱直径,达到无间隙运动。     

基于等刚度的滚动直线导轨副过渡曲线设计

滚动直线导轨副作为高精度导向进给机构，其振动的控制一直是研究的重点。通常采用增加滚动直线导轨副预载荷的方法，来改善滚动直线导轨副的减振性能．提高其刚度。然而实践表明，这种方法不但会降低整个导轨副的工作寿命，且减振效果并不佳。基于滚珠在循环过程中垂直刚度和倾斜刚度各自相等的假设情况下，提出了改善滚动直线导轨副减振性能的过渡曲线设计。利用降低滚珠进出承载区振动的基本条件，构建起设计滑块体两端部过渡曲线的数学解析模型，利用最小二乘法根据各控制点拟合出导轨副的过渡曲线。并通过试验验证了该设计方法减振效果的有效性。     

计入刚度影响效应的滚动直线导轨几何参数对润滑性能的影响

为保证滚动直线导轨的精度和振动稳定性,在装配时通常对导轨副施加预紧载荷.为研究预紧条件下滚动直线导轨的刚度对其润滑性能的影响,基于LG-45型导轨建立了刚度模型和考虑预紧的润滑分析模型.分析了滚珠直径、沟槽曲率比和滑块速度对钢-钢和钢-Si3N4两种接触副系统弹性预紧量的影响,并讨论了刚度对导轨副润滑性能的影响.结果表明:在相同工况下,与钢-钢接触副相比,钢-Si3N4陶瓷接触副的系统弹性预紧量较小,系统弹性预紧量受滑块速度影响较大,而受滚珠直径和沟槽曲率比的影响较小.滑块速度增大会使得膜厚和压力明显增大;曲率比增大使得接触区椭圆比减小,膜厚减小,油膜压力增大;滚珠直径增大使得膜厚增大,油膜压力减小.     

高速滚柱直线导轨副结构优化设计及其性能测试

以滚柱直线导轨副中循环滚动体滚柱为主要研究对象,利用多体动力学理论结合数值计算分析,研究了滚动体对滚动直线导轨副刚度的影响。通过对滚柱直线导轨副的运动仿真分析,对滚柱直线导轨副中滚柱、滑块、整体结构布局及其主要结构参数进行优化设计,改善其受力状况,提高其性能指标。最后介绍了结构优化后的LZ45型滚柱直线导轨副的主要性能测试结果。     

我国滚动直线导轨副的发展及趋势

滚动直线导轨副作为精密直线导向运动部件，已经越来越多地被各种数控机械、自动化装备等所应用。作为滚动部件的一个重要组成部分，滚动直线导轨副不仅能很轻易地实现精密直线导向运动，还具有很强的承载能力和可调的刚性；同现有的滑动导轨相比，还具有诸多的优良特性：①动、静摩擦力之差很小，随动性极好，即驱动信号与机械动作滞后的时间间隔极短，有益于提高数控系统的响应速度和灵敏度；②滚动直线导轨副是在滑块与导轨之间放入适当的钢球，使滑块与导轨之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低二者之间的运动摩擦阻力；③刚性可调，能实现无间隙运动，提高机械系统的运动刚度；④具有误差均化效应，大大降低基础件的制造成本；⑤已经实现了标准化，简化了机械结构的设计和制造，大大方便了整个装备的安装及维护。     

滚动直线导轨的弹流润滑数值分析

为研究滚动直线导轨的润滑性能,对LG-45型滚动直线导轨进行了运动分析,建立了导轨副的弹流润滑模型,并对其润滑性能进行了研究,分析了不同接触角、滚珠直径、曲率比、润滑油参数下的油膜厚度,同时讨论了滚珠直径、接触角对导轨副润滑状态的影响。结果表明,在接触角增大时,油膜厚度减小;在滚珠直径增大时,油膜厚度增大;在曲率比增大时,油膜厚度增大,但增加的趋势减小;在相同工况下,润滑油黏度和黏压系数较大时,膜厚较大。在文中研究工况条件下,滚珠直径和接触角变化时不会改变导轨副的润滑状态。     

滚动直线导轨副的安装技术研究

直线滚动导轨作为一种功能部件,由于它具有许多独特的性能,因而在各种机械设备中尤其在机床中得到了广泛的应用。滚动直线导轨副的安装种类很多,几乎能满足任何结构的需要,滚动直线导轨副在选用时通常为两根,每根导轨上使用的滑块为两块,导轨装在机床床身上,而滑块固定在工作台上。     

滚动直线导轨副运动精度测控系统设计

滚动直线导轨副的运动精度是其一项重要性能指标。通过研究滚动直线导轨副运动精度的测量原理和关键测量技术,对整个测控系统的机械结构、硬件配置、测量软件进行了设计。该测控系统以研华的运动控制卡为控制核心,搭建了滚动直线导轨副运动精度测控试验台,并对搭建的测控试验台进行了硬件调试及软件设计开发。以JSA-LG35滚动导轨副为对象进行了运动精度测量,结果表明,该导轨副运动精度测控系统运行稳定,测量性能可靠,为直线导轨副的精度检测提供测试平台。