直线导轨参数及安装.docx

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直线导轨参数及安装

认识直线导轨-导轨的详细参数

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Hiwin直线导轨官网作者:

直线导轨时间:

2010-01-2912:

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21世纪起人类对地球环境保护意识日益高涨，各式工业产品均朝向环保化与节能高效率的潮流发展。

线性传动产品的设计理念上，当然也必须符合时代的要求，朝向高速化、高精度化、复合化与环保节能化的趋势，如何引进环保节能化的概念引起线性滑轨的诞生。

线性滑轨广泛运用于精密机械、自动化、各种动力传输、半导体、医疗和航太等产业上，均具有极为关键的地位。

本文将引导读者了解线性滑轨的应用参数及相互关系，让读者在选用及安装线性滑轨能有一定的参考数据应用能力。

有关如何选择适用的线性滑轨及如何安装线性滑轨请参阅下二篇文章。

1-1线性滑轨名词介绍主要影响参数

a、线性滑轨之负荷与寿命（L）

线性滑轨选用型号时，根据机构使用条件及所受外力，可藉由工程计算求出机构中每一个滑座所受外力影响产生的负载，而型录上记载的基本静额定负载（C0）或基本容许静力矩（Mx、My、Mz）等参数，将滑座等效负载求出予以比较，可以求出静安全系数，用以判断机构对于外力的抵抗程度。

而线性滑轨评估长期磨耗使用寿命则是利用基本动额定负载（C），可求出线性滑轨因长期往复负载导致发生金属疲劳之表面破坏的总行程距离。

b、基本额定静负荷（C0）

当线性滑轨系统于静止或低速运行中受到过大的负载或冲击,轨道沟槽及钢珠会

发生永久变形，假设此变形量达到某个程度，此线性滑轨就无法运行顺畅。

而基本额

定静负载（C0）即为静止负载作用在轨道沟槽及钢珠产生的总永久变形量达到钢珠直径

的万分之一时的静止负荷。

c、基本容许静力矩（Mx，My，Mz）

当线性滑轨系统受到负载或冲击而产生力矩时,使线性滑轨发生轨道沟槽及钢珠的永久变形，当永久变形量达到钢珠直径的万分之一时。

我们称这种作用力矩为滑座的基本容许静力矩。

而Mx、My、Mz为在线轨X、Y、Z三个轴向的值。

如下图所示

d、静安全系数（fs）

为基本额定静负荷C0与线性滑轨系统最大等效负载之比率值。

此数值可以反映线性滑轨使用的可靠程度。

以下为静安全系数的参考值:

操作条件

负载条件

最小之fs

一般静止

轻冲击和偏移

1.0~1.3

重冲击和扭转

2.0~3.0

一般运行

轻冲击和扭转

1.0~1.5

重冲击和扭转

2.5~5.0

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∙3

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（2）

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e、额定寿命的意义（L）

线性滑轨为量产之下产物，即使使用制程与材料原料相同，在同条件运作的滑轨的也不一定有同样的运转寿命，额定寿命的定义:

相同条件下连续运作其中90%的线性滑轨不会产生表面疲劳剥落的破坏时，线性滑轨所能行走总距离。

f、基本额定动负荷（C）

基本额定动负荷用于定义线性滑轨抵抗金属表面疲劳破坏的负载能力，定义的方式为使用同一批相同规格与同样使用条件的线性滑轨，假设将测试额定寿命定为50KM，这一批线性滑轨在实验负荷下运行50KM而能有90%以上不产生金属表面疲劳剥落破坏的现象时，则此实验负载即为此线性滑轨在额定寿命50km之基本动额定负荷。

1-2线性滑轨名词介绍附属影响参数

g、接触系数（fc）

当滑座靠紧着使用时,受力矩或安装面的精度之影响,通常很难得到均匀的负荷分布。

因此使用2个或2个以上滑块，靠紧使用时，基本额定动负荷（C）与基本额定静负荷（C0）必须乘上接触系数。

靠紧时滑块的个数

接触系数fc

2

0.81

3

0.72

4

0.66

5

0.61

通常使用

1

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直线导轨安装须知

认识直线导轨-导轨的详细参数（3）

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f、硬度系数（fh）

为了充分发挥线性滑轨的负荷能力,滚动面的硬度范围最好在HRC58~62。

若滚动面的硬度比HRC58硬度低时,基本额定动负荷与基本额定静负荷就必须考虑硬度系数（fh）。

i、温度系数（ft）

如果线性滑轨的使用温度超过100℃时,考虑高温的不良影响,在计算时必须考虑温度系数。

（注）环境温度超过80℃时,有必要将密封垫片,端面档板,保持器等的材质变成耐高温材料。

j、负荷系数（fw）

通常作往复运动的机械在运转中大都伴随着振动或冲击,特别是高速运转时产生的振动或经常反复启动停止时的冲击等,要全部算出是很困难的。

因此当速度振动的影响很大时,可以参考使用以下根据经验所得到的负荷系数除以基本额定动负荷（C）.

振动,冲击

Speed（V）

Measuredvibration（G）

fw

微

微速的情况

V<=15m/min

G<=0.5

1~1.5

小

低速的情况

15

0.5

1.5~2.0

大

高速的情况

V>60m/min

1.0

2.0~3.5

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∙认识直线导轨-导轨的详细参数（4）

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∙

∙1-3寿命计算式

∙ 

∙代入基本额定动负荷C和承受负载P,LM导轨的寿命按下式计算:

∙ 

∙

∙ L:

额定寿命（km） 

指一批相同的直线运动系统在相同的条件下逐个运动时,其中的90%不产生表面剥落而所能达到的总运行距离。

C:

基本额定动负荷

P:

计算负荷.

fh:

硬度系数.

ft:

温度系数.

fc:

接触系数

fw:

负荷系数

∙用上式求出之额定寿命（L）,行程长度与往复次数一定时,用时间表示的寿命可按下式算出:

∙

∙Ln :

寿命时间（hr）

N1:

每分钟往返次数

Ls :

行程长度（mm）

1-4摩擦力

∙由于直线运动系统在导轨和滑块之间乃透过滚动体做滚动运动,因此其摩擦阻力与滑动导轨相比,可小到1/20~1/40特别是静摩擦非常小,而与动摩擦几乎没有差别,因此不会发生空转打滑现象,所以能实现超微米级精度的进给运动。

直线运动系统磨擦阻力随着系统的形式、预压量、润滑剂的黏度阻力、作用在系统上的负荷等的变化而发生变化。

特别是当有力矩作用的场合，或是为了提高系统的刚性而施加预压力时，摩擦阻力就会增大。

通常的摩擦系数根据直线运动系统形式的不同而不同,其数值如附表所示。

∙

可参考下列之方程式计算出磨擦力:

∙

∙Unit:

kgf

ModelNo.

resistance

ModelNo.

resistance

BGX15

0.3

BGC15

0.45

BGX20

0.4

BGC20

0.6

BGX25

0.45

BGC25

0.7

BGX30

0.7

BGC30

0.9

BGX35

1.0

BGC35

1.2

直线导轨安装须知

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       本章为大家讲解直线导轨的安装步骤建立线性滑轨良好的使用品质，初步成败条件是需要正确的选用规格型号，但影响使用品质的最后关键因素在于线性滑轨的安装品质，即使选用正确型号的线性滑轨，也容易因为安装品质不良导致大幅度影响产品寿命与机构运作上的表现，而良好安装品质是建立在遵守线性滑轨安装设计原则与安装步骤的基础上，以下是安装线性滑轨应该注意的设计事项与安装步骤事项。

3-1使用线性滑轨需要注意的配合件设计原则:

Unit:

mm

ITEM

MaximumFillet（Ra）

MaximumHeight（Hr）railshoulder

MaximumHeight（Hs）blockshoulder

RailBoltLength（Lb）suggestion

BG15

0.6

2.8

5

M4*16

BG20

0.9

4.3

6

M5*20

BG25

1.1

5.6

7

M6*25

BG30

1.4

6.8

8

M8*30

BG35

1.4

7.3

9

M8*30

组装直线导轨安装步骤

上图为平行使用安装的标准范例，本范例中的安装平台具备下列特征:

1.固定平台（Base）具备两个安装线轨的基准面（Datumplane）。

2.移动平台（table）具备一个侧向定位的基准面以及迫紧螺丝。

3.主轨安装侧（Masterside）与移动平台（table）迫紧螺丝为同侧位置。

3-2直线导轨安装步骤:

步骤.1:

在安装直线导轨之前必须清除机械安装面的毛边、污物及表面伤痕。

注意:

直线滑轨在正式安装前均涂有防锈油，安装前请用清洗油类将基准面洗净后再安装，通常将防锈油清除后，基准面较容易生锈，所以建议涂抹上黏度较低的主轴用润滑油。

安装步骤.2:

将主轨轻轻安置在床台上，使用侧向固定螺丝或其他固定治具使线轨与侧向安装面轻轻贴合。

注意:

安装使用前要确认螺丝孔是否吻合，假设底座加工孔不吻合又强行锁紧螺栓，会大大影响到组合精度与使用品质。

安装步骤.3由中央向两侧按顺序将滑轨的定位螺丝稍微旋紧，使轨道与垂直安装面稍微贴合。

顺序是由中央位置开始向两端迫紧可以得到较稳定的精度。

垂直基准面稍微旋紧后，加强侧向基准面的锁紧力，使主轨可以确实贴合侧向基准面。

安装步骤.4使用扭力扳手，依照各种材质锁紧扭矩将滑轨之定位螺丝慢慢旋紧。

直线滑轨的螺栓锁紧扭矩

螺丝规格

Tighteningtorque（kgf*cm）–hexagonalsocketscrew

Screwsize

钢（Steel）

铸铁（CastIron）

铝合金（Aluminum）

M2

6.3

4.2

3.1

M2.3

8.4

5.7

4.2

M2.6

12.6

8.4

6.3

M3

21

13.6

10.5

M4

44.1

29.3

22

M5

94.5

63

47.2

M6

146.7

98.6

73.5

M8

325.7

215.3

157.5

M10

724.2

483.2

356.7

M12

1264.2

840

630

M14

1682.1

1125

840

M16

2100

1403.5

1050

安装滑轨时请按照平台材质及固定螺丝的型号选用锁紧扭矩，请使用扭力扳手将滑轨螺栓慢慢迫紧。

安装步骤.5使用同安装方式安装副轨，且个别安装滑座至主轨与副轨上。

注意滑座安装上线性滑轨后，后续许多附属件由于安装空间有限无法安装，必须于此阶段将所须附件一并安装。

（附件可能为油嘴、油管接头、或是防尘系统等。

）

安装步骤.6轻轻安置移动平台（table）到主轨与副轨的滑座上。

安装步骤.7先锁紧移动平台上的侧向迫紧螺丝，安装定位后将在依照下列顺序进行

3-3以下为常见的几种安装线性滑轨的模式:

3-4以下为常见的几种固定线性滑轨的模式: