THK-滚动导轨系列选型解析.ppt

THK直线运动系统培训,THK产品概述,承载导向部件：承受载荷、有明确的运动方向和功能，且只是整个系统的一部分,THK滚动导轨的总体特点：滚动,THK的滚动导轨是轴承的延伸和演化,使直线的滑动通过增加滚珠或滚柱变为滚动，从而减小摩擦力任一种THK产品都能与传统的轴承一一对应,球保持器LM滚动导轨的总体结构,钢球通过端盖板与导轨上的通道循环滚动，承载着LM滑块的前后运动,滚动直线导轨副的性能特点,定位精度高：借助钢球滚动导致摩擦阻力小，低速时不易产生爬行。重复定位精度高：适合作频繁启动或换向的运动部件。可将机床定位精度设定到超微米级。予压，确保钢球不发生滑动，实现平稳运动，并减小了运动的冲击和振动。磨损小，维护少：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，故能使滚动直线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，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。适应高速运动且大幅降低驱动功率：摩擦阻力小，动力可小，传动可小，从而驱动扭矩减少，使机床所需电力降低80%。并可实现机床的高速运动，提高机床的工作效率2030%。组装容易并具互换性：无需刮研。由于具有互换性，只要更换滑块或导轨或整个滚动导轨副，机床即可重新获得高精度。,滚动导轨需要把握的概念（承导件）,1.一定的导向精度，行走平行度、整体平面度和垂直度概念。导向精度是指运动件沿导轨移动的直线性，以及它与有关基面间的相互位置的准确性。2.运动轻便平稳，滑动性概念。工作时，应轻便省力，速度均匀，低速时应无爬行现象，即摩擦力的大小。3.良好的耐磨性，工作寿命概念。导轨的耐磨性是指导轨长期使用后，能保持一定的使用精度。导轨在使用过程中要磨损，但应使磨损量小，且磨损后能自动补偿或便于调整。4.足够的刚度，承载要求。运动件所受的外力，是由导轨面承受的，故导轨应有足够的接触刚度。为此，常用加大导轨面宽度，以降低导轨面比压；设置辅助导轨，以承受外载。5.结构工艺性好，装配性和调整性概念。在保证导轨其它要求的前提下，应使导轨结构简单，便于加工、测量、装配和调整，降低成本。6.温度变化影响小。应保证导轨在工作温度变化的条件下，仍能正常工作。,第一核心结构及特点,保持器本身的作用,滚珠或滚柱均匀排列且相互间隔，不会歪斜和碰撞一、摩擦力不会变动二、运动平稳三、高速四、噪音小五、无额外功耗六、寿命长,带滚珠保持架的直线运动导轨副将逐渐成为高档数控机床选用的主流。,采用滚珠保持架与滚珠构成一体，保持滚珠平稳的进行循环运动，消除了滚珠间的相互摩擦，开发了噪声低、免维修、寿命长、速度可达300m/min的超高速直线运动的SSR导轨副，并已开始推广。该导轨副实现了100m/min运动速度下噪声小于50dB，摩擦波动幅度减少到以往产品的1/5。另外，通过了一次加油脂2cm3，运行2800km的试验。,第二核心特点优越性能主要原因1：四列圆弧沟槽式接触,此结构的直接影响：摩擦系数减小,间接优势,1直接运动变得平滑2保持安装面的精度与刚性,只要存在差动摩擦,运动时平滑不会迟滞、滑动量小,两点接触容易变形，可以实现自调节,四点接触使得滚珠被限制住，不易自调节,安装基座的刚性,间接优势,1、高刚性2、额定负荷承受力增强3、寿命不受影响,与半径较为接近，基本不存在缝隙，不易变形,有较大的缝隙，所以承载能力差，易变形,优越性能主要原因2：DF设计具有出色的误差吸收能力,水平度误差或平板倾斜情况下的误差吸收,成对使用导轨副时，具有“误差均化效应”，从而降低基础件（导轨安装面）的加工精度要求，降低基础件的机械制造成本与难度。（这点比较重要）,对应两种负荷的导轨,相应的力学模型：四连杆机构,4方向等负荷型,径向型,滚动直线导轨的以上这种结构决定了其能运行平稳好的导向性，微量的自调整功能、和对温度变化不明显的特点，且能实现高速运动；,THK产品指标及选型注意要点,一、精度指标1、行走平行度（单根直线度）：5m/m,台面平行度(多轴同时使用)：15m/m（高要求一般为5m）轴间平行度(多轴同时使用)：15m/m（高要求一般为10m）,导轨摩擦系数,爬行指标：4m/(10mm/min),高耐磨性,滚动导轨缺点,1、承载能力有限，抗震性差：虽然可以承受不同方向的力，由于导轨面和滚动体是点接触或线接触，故其承载能力和抗振性差，接触应力大，故对导轨的表面硬度要求高；对导轨的形状精度和滚动体的尺寸精度要求高；常用于运动件重量、载荷不大的场合。予压可以增加阻尼，以提高抗振性。2、滚柱（滚针）导轨中的滚柱与导轨面是线接触，故它的承载能力和刚度比滚珠导轨大，耐磨性较好，灵活性稍差。滚柱对导轨的不平度较敏感，容易产生侧向偏移和滑动，而使导轨的阻力增加，磨损加快，精度降低。滚柱的直径越大，对导轨的不平度越为敏感。,滚动导轨计算要点,传统思路：,使用条件：力不变、作用方向不变、且与各滑块距离不变,简便计算方法,当计算单个滑块满足要求时，即认为整个滑块系统满足要求，同时要求mg+ma基本动额定负荷；,使用滾珠的LM導軌的額定壽命值使用滾柱的LM導軌的額定壽命值,多种分类,一、带保持器型滚珠导轨、不带保持器型滚珠导轨、带保持器型滚柱导轨（区别在噪音、寿命、速度）二、根据主要承载方向及使用条件分为：径向型（主要承载径向力）、4方向等负荷型（4个方向能承受均等负荷）三、根据基座比例大小可分为：宽幅型和普通型；四、另外根据使用环境和实际需要分为：交叉型、特殊环境型、R型圆弧型、超总负荷型、曲直型、微小型、机床专用型（大承载能力）、自动调心型、低重心型等；,直线滚动导轨副的发展趋势：组合化、集成化、高速、低噪音、智能化,直线电动机和直线导轨并用：采用一体化直线电动机的滑台系统具有结构紧凑、运行中动力大的特点。同时滑台系统的定位精度也有所提高。SKF直线系统有限公司与Pratec直线电动机制造厂进行合作，并于1996年已开始推广一体化的直线电动机滑台系统产品。THK智能驱动系统：日本的THK智能驱动系统(IntelligentActutator)，以DC伺服电机作为动力，采用精密滚珠丝杠副、新型滚动直线导轨副来实现直线运动，是结构十分紧凑的组合部件，它具有丰富的控制功能和方便操作的特点，可采用CNC控制。比如KR、SKR系列。混合工作台：日本研制了一种新型的滚动直线导轨副工作台，它具有一套滑动电磁块装置，可在定位加工时吸到导轨上以增加摩擦力，从而提高了系统的抗振性能，所以它又称为混合工作台(hybridtablesystem)。新材料制造的滚动直线导轨副：例如，采用不锈钢制作的产品，其导轨轴、滑块、钢球、密封端和保持器均采用不锈钢材料制作，而反向器采用合成树脂，故耐腐蚀性提高。对于要求高温和真空用途时，反向器可以采用不锈钢材。带磁栅测量系统的滚动直线导轨副：瑞士的Schneeber公司与Heidenhain公司合作开发了名为“Monorail”的滚动直线导轨副，它把直线运动的导向功能与磁栅数显的位移检测功能合二为一。磁化钢带粘贴在导轨的侧面，而拾取信号的磁头则与导轨副的滑块固定并与之同步运动。直线传动组合单元：德国聂夫(NEFF)公司，于80年代中期推出了”WIESEL”直线传动组合单元并获准德国专利，它是将滚珠丝杠副安装在用铝合金制造的长方形内腔中，在铝合金框架上端镶嵌滚动导轨，导轨上滑块与螺母固定，滚珠丝杠副带上滑板作往复直线运动。这种滚动元件组成的直线传动装置具有高效、高速的特点，是工业机器人、自动化立体仓库、工厂自动化(FAC)等的理想执行机构。,THK直线导轨采用球保持器，可消除滚珠的相互摩擦，实现低噪音、好音质、长期免维护和优异的高速性,1.世界标准-THK直线导轨SHS型各球列按45接触角配置，因此可在任何姿势下使用。2.THK径向型-THK直线导轨SSR型断面高度较低的紧凑型，采用相对径向方向呈90的球接触结构，最适合于水平引导部。3.THK超重负荷(径向型)-THK直线导轨SNR型球保持器型LM导轨系列中刚性最高的径向型LM导轨。4.THK超重负荷(4方向型)-THK直线导轨SNS型球保持器型LM导轨系列中刚性最高的4方向型LM导轨。5.THK宽幅轨道型-THK直线导轨SHW型LM轨道采用宽度很大的低重心结构，具有优异的Mc扭矩的4方向等负荷型LM导轨。6.THK微型-THK直线导轨SRS型LM轨道断面高度较低、实现了轻量、紧凑结构的LM导轨。7.THK双维一体式LM滚动导轨-THK直线导轨SCR型采用直交的直动系统，实现了无鞍部的紧凑的X-Y运动的LM导轨。,保持器型滚柱滚动导轨采用滚子保持器，实现了低磨擦、平滑运动、长期免维护的超超高刚性滚子导轨,1.THK超高刚性型-THK直线导轨SRG型与本公司总球LM导轨相比刚性达2倍的超超重负荷滚子导轨。采用全球标准尺寸，实现了长期免维护。2.THK超高刚性型(低重心型)-THK直线导轨SRN型与机床用LM导轨SNR型兼容。3.采用大宽度的滚子导轨，提高了安装强度、安装稳定性。,HK直线导轨(全钢球型)从小型到机床用的大型，从直线引导到曲线引导，适合各种用途的型号系列化。,1.THK世界标准-THK直线导轨HSR型各球列按接触角45配置以便对作用在LM滑块的4个方向（径向方向?逆径向方向?横方向）具有相同的额定负荷，因而可以在任何姿势下使用的世界标准尺寸的LM导轨。2.THK径向型-THK直线导轨SR型断面高度较低的紧凑型，采用径向方向负荷较强的球接触结构，最适合于水平引导部的LM导轨。3.THK超重负荷型(径向型)-THK直线导轨NR型实现了与传统产品相比更近似于球径的深槽滚动面加工，提高了机床所必需的高刚性、耐振动、冲击性、阻尼（衰减性），最适合于径向负荷的超重负荷型LM导轨。4.THK超重负荷型(4方向等负荷)-THK直线导轨NRS型实现了与传统产品相比更近似于球径的深槽滚动面加工，提高了机床所必需的高刚性、耐振动、冲击性、阻尼（减衰性）的超重负荷型LM导轨。5.THK宽幅轨道型-THK直线导轨HRW型采用增大了轨道宽度、降低了整体高度的低重心结构，对于要求节省空间的场所、扭矩作用而要求高刚性的场所等，采用单轴即可使用的LM导轨。6.THK微型-THK直线导轨RSR型可承受任何方向的负荷，对于小扭矩负荷使用单轴即可充分应对的小型LM导轨。,HK直线导轨(全钢球型)从小型到机床用的大型，从直线引导到曲线引导，适合各种用途的型号系列化。,7.THK微型(低成本型)-THK直线导轨RSR-Z型LM滑块内具有防止球脱落的功能的保持器型小型LM导轨。8.THK微型(配有保持器)-THK直线导轨RSH型LM滑块内具有防止球脱落的功能的保持器型小型LM导轨9.THK可分离型(4方向等负荷)-THK直线导轨HR型这是采用2轴平行组装、可在4个方向承载相同负荷、断面高度较低、可调整间隙的LM导轨。10.THK可分离型(径向型)-THK直线导轨GSR型自动调整能力很强、最适合于难以获得安装精度的场所以及普通工业机械等的LM导轨11.THK结构构件轨道型-THK直线导轨JR型LM轨道采用弯曲刚性很高的断面形状，因而可作为结构部件材料使用的LM导轨。12.THK双维一体式LM滚动导轨-CSR型对准具有与获得实绩和好评的LM导轨HSR型相同的内部结构，并进行背面直交，同时组合了2根LM轨道的一体化LM导轨。,HK直线导轨(全钢球型)从小型到机床用的大型，从直线引导到曲线引导，适合各种用途的型号系列化。,13.THK微型双维一体式滚动导轨-THK直线导轨MX型形成高度方向极低的直交式直动系统的一体化小型LM导轨。14.THK直曲滚动导轨-THK直线导轨HMG型组合了直线L