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滑动轴承

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线性运动轴承或线性滑块是一种设计用于在一个方向提供自由运动的轴承。线性运动轴承有许多不同的类型。

机动线性滑块,如机器滑块、XY工作台、辊台和一些燕尾滑块是由驱动机构移动的轴承。并非所有线性滑块都是机动的,非机动燕尾滑块、滚珠轴承滑块和滚柱滑块为惯性或手动驱动的设备提供低摩擦线性运动。所有线性滑块都提供基于轴承的线性运动,无论它们是滚珠轴承、燕尾轴承、线性滚柱轴承、磁性或流体轴承。XY工作台、直线工作台、机器滑块和其他高级滑块使用线性运动轴承来提供沿X和Y多轴的运动。

1 滚动轴承编辑

滚动轴承通常由套筒状外环和由保持架保持的几排滚珠组成。保持架最初是由固体金属机加工而成,很快就被冲压件所取代了。它具有运动平稳、摩擦小、刚性高、寿命长的特点。它们成本低,易于维护和更换。汤姆森工业股份有限公司(目前为奥驰亚工业运动公司所有)通常被认为是第一个生产[因此著称]线性滚珠轴承的公司。

  • 滚动轴承只能在硬化钢或不锈钢轴系(滚道)上运行。
  • 滚动轴承比滑动轴承刚性更好。
  • 滚动轴承不能很好地应对污染物,需要密封。
  • 滚动轴承需要润滑。

滚动轴承有两种形式:滚珠轴承滑块和滚柱轴承滑块。

1.1 滚珠轴承滑块

滚珠轴承滑块也称为“滚珠滑块”,是最常见的线性滑块类型。滚珠轴承滑块在线性基座中滚珠轴承的辅助下,提供沿着单轴线性设计的平滑精确运动,具有自润滑特性,可提高可靠性。滚珠轴承滑块的应用包括精密仪器仪表、机器人装配、橱柜、高端电器和洁净室环境,主要服务于制造业,也服务于家具、电子和建筑行业。例如,在家具行业中广泛使用的滚珠轴承滑块是滚珠轴承抽屉滑块。

滚珠轴承滑块通常由铝、硬化冷轧钢和镀锌钢等材料制成,由两排包含四根杆的滚珠轴承组成,位于基座的不同侧,这些滚珠轴承滑块支撑着负载的平稳直线运动。这种低摩擦线性运动可以由驱动机构、惯性或手动驱动。与其他线性滑块相比,滚珠轴承滑块的承载能力较低,因为滚珠的耐磨性较低。此外,滚珠轴承滑块由于需要安装到壳体或驱动系统中而受到限制。

1.2 滚柱滑块

滚柱滑块也称为交叉滚柱滑块,是非机动线性滑块,为惯性或手动驱动的设备提供低摩擦线性运动。滚柱滑块基于线性滚柱轴承,这些轴承经常交叉,以提供更重的负载能力和更好的运动控制。滚柱滑块为制造业、光学、医疗和电信等行业服务,滚柱滑块用途广泛,可进行调整以满足多种应用,通常包括洁净室、真空环境、材料处理和自动化机械。

滚柱滑块由一个固定的线性基座和一个移动的滑架组成,其工作原理类似于滚珠轴承滑块,只是滑架内的轴承是圆柱形而不是球形。辊子以90°角相互交叉,并在围绕辊子的四个半平平行杆之间移动。滚柱位于“V”槽轴承座圈之间,一个在顶部托架上,另一个在底座上。当滑架碰到端盖时,滑架的行程结束,端盖是一个限制部件。通常,托架由铝制成,杆和滚轮由钢制成,而端盖由不锈钢制成。

尽管滚柱滑块不能自清洁,但它们适用于灰尘等空气污染物含量较低的环境。作为一种较为昂贵的线性滑块类型,滚柱滑块能够通过可堆叠滑块和双滑架在多个轴上提供线性运动。滚柱滑块就像滚珠轴承一样提供线接触和点接触,由于滑架与底座之间的接触一致,从而形成更宽的接触面,减少了腐蚀。

2 滑动轴承编辑

滑动轴承除了在滑动时不使用滚珠轴承之外,在设计上与滚动轴承非常相似。如果它们是圆柱形的,它们通常被称为衬套。衬套可以是金属或塑料材料,甚至是空气。

  • 滑动轴承可以在硬化钢或不锈钢轴系(滚道)上运行,也可以在硬阳极氧化铝或软钢或铝上运行。对于塑料衬套,聚合物/氟聚合物的具体类型将决定允许的硬度。
  • 滑动轴承比滚动轴承刚性小。
  • 滑动轴承能够很好地应对污染,通常不需要密封圈与防尘盖。
  • 滑动轴承通常比滚动轴承应对更宽的温度范围。
  • 滑动轴承(塑料型)不需要油或润滑(通常可以用来提高性能特性)。

2.1 燕尾滑道

燕尾滑块或燕尾式滑块通常由铸铁制成,但也可以由硬涂层铝、乙缩醛或不锈钢制成。像任何轴承一样,燕尾滑块由一个固定的线性基座和一个移动的滑架组成。燕尾托架具有v形或燕尾形凸槽,该凸槽锁入相应的线性基座的凹槽中。一旦燕尾滑架安装到其基座的通道中,滑架就锁定在通道的线性轴中,并允许自由线性运动。当平台连接到燕尾滑道的滑架时,燕尾台就会被创建,可提供扩展的承载能力。

由于燕尾滑块具有如此大的表面接触面积,移动鞍座所需的力比其他线性滑块更大,从而导致加速度较慢。此外,燕尾形滑块有摩擦力高的缺点,但在承载能力、可承受性和耐用性方面有优势。燕尾滑块能够长时间运行,比其他轴承更能抵抗冲击,而且它们大多不受化学物质、灰尘和污垢污染。燕尾滑块可以是电动的、机械的或机电的。电动燕尾滑块由许多不同的装置驱动,如滚珠丝杠、皮带和电缆,这些装置由步进电机、直线电机和手轮等功能电机驱动。燕尾滑块是一种直接接触系统,使其适合于重载应用,包括数控机床、穿梭装置、特殊机器和工件夹持装置。燕尾滑块主要用于制造和实验室科学行业,是高精度应用的理想选择。

2.2 复合滑块

2段和3段复合滑轨

滑块可以由两个部分或多个部分构成。具有两个部分的滑块只能大约延伸总压缩滑块长度的3/4。复合滑块通常有三个部分:固定的、浮动的中间构件和连接到设备的部分。复合滑块可以至少延伸到压缩滑块的长度,通常还可以延伸一点。在机架滑动的情况下,这允许设备完全伸出机架,以便能够使用或连接电缆等到设备的背面。

2.3 机架滑块

摩擦轴承架滑轨

机架滑块专门用于将设备安装到19英寸机架或23英寸机架中。它们可以是摩擦轴承、滚珠轴承或滚柱轴承。它们的尺寸适合安装在机架中,端部安装法兰与机架上的安装孔相匹配。在某些情况下,一个安装法兰与另一端连接的适配器支架形成机架滑块,以适应机架的不同深度。外部固定构件连接到机架,内部移动构件通常用螺钉固定到安装设备的侧面。机架滑块通常是复合滑块或三部分滑块,允许已安装设备的完全延伸,通常包括提供滑动内部构件的功能,使设备完全自由地从机架上拆卸下来。它们还可以包括止动件,以防止在不释放止动机构的情况下将设备意外拉出机架。

机架滑块可以有专有配置,例如,不使用螺钉就可以夹到设备上,或者可以夹到适当设计的机架上。但是基本的几何形状是相同的,不管它们是如何安装的。

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