静压导轨系统
静压导轨系统和滚动直线导轨系统具有相同的安装尺寸
静压导轨系统
页产品概览静压导轨系统 (2)
特性通过静压油膜阻尼振动 (3)
X-life (3)
功能 (4)
这种方案的优势 (4)
现有设计 (5)
运行条件 (5)
密封 (5)
耐腐蚀保护 (5)
工作温度 (5)
设计与安全指南互换性 (6)
预载 (6)
摩擦 (6)
刚度 (7)
静压导轨系统的安装 (7)
液压配置 (8)
导轨固定孔布置形式 (13)
相邻结构设计 (14)
精度定位台阶高度和圆角半径 (16)
精度等级 (16)
导轨固定孔的位置公差和导轨的长度公差 (18)
订货举例、订货号安装孔对称 (19)
尺寸表静压导轨系统 (20)
Schaeffler Technologies TPI 1491
2TPI 149Schaeffler Technologies 产品概览静压导轨系统
和滚柱直线导轨具有相同的安装尺寸HLE45-A-XL
00089D 7E
静压导轨系统
特性标准直线导轨的滑块不能阻尼振动。为了有效阻尼振动，
滚柱直线导轨系统RUE-E需要使用额外的阻尼滑块RUDS-D，
阻尼滑块布置在承载滑块中间。但是为了最有效的阻尼振动，
阻尼滑块必须布置在振幅最大的位置，因此需要很好的掌握
振动的形式。
通过静压油膜阻尼振动对于阻尼、动态刚度和承载能力要求非常高的应用，现在可以
使用静压导轨系统，基于已经验证的滚柱直线导轨系统RUE..-E，
尺寸45。
带有预载的静压导轨系统是一个完整的单元，本身带有很好的
阻尼能力，不需要额外的阻尼部件。
静压导轨系统HLE45-A-XL 具有X-life的品质。
静压导轨系统阻尼值高达 470000kg/s 同时，它具有与对应型号
的滚动导引系统几乎一样高的拉伸和压缩刚度。当静压导轨系统
用在机床上时，可以使机床具有更高的切削量、更好的表面加工
质量和更长的使用寿命。
滑块鞍板承载油腔中特殊的青铜涂层，可以保证静压导轨系统具
有优良的安全运行特性，这意味着在过载和供油压力不足的工作
条件下静压导轨系统不会被损坏。
Schaeffler Technologies TPI 1493
4TPI 149Schaeffler Technologies 静压导轨系统
功能滑块的承载油腔内充满液压油，进油口要求持续稳定的压力， 图1，集成的控制阀用来保证滑块承载油腔中有着均匀的压力。
最后，液压油从静压导轨系统的出油口抽回至液压回路中。
这种方案的优势
由于集成了液压控制阀，静压导轨系统是即装即用型设计，和直线导轨系统具有相同的安装尺寸。只需要一种机床设计方案由于静压导轨设计符合直线导轨的DIN 标准设计空间和DIN 标准安装尺寸（和直线导轨具有相同的安装尺寸和外形尺寸），因此一种机床设计方案，可以得到几种不同性能等级。作为结果，一种机床设计方案就可以满足不同的加工要求。
根据以上的观点，举例说明下面的可行性：
■标准加工时，得到极好的表面质量和精度
■大功率加工时，提高切削深度和金属去除率，得到较好的加工质量和精度。
性能特点
导轨和滑块之间几乎没有摩擦， 参见第6页，章节 摩擦。压方向的静态刚度和直线导轨系统RUE-E 相当。
在机床中的承载能力和标准直线导轨系统相当。静压导轨系统可以支撑各个方向的力和力矩，除了运动方向。
加速度可以达到100m /s 2，速度可以达到120m /min 。?进油口
?集成的控制阀
?压力油腔
?出油口（无压力区）
图1
功能部件0008B 18D
现有设计一个静压导轨系统至少有两根导轨TSH45-XL，每根导轨有两个
滑块（1?HLW45-A-SR-XL和1?HLW45-A-SL-XL）导轨的固定孔
采用铜塞片KA20-M 密封。在对密封要求很高的应用场合，
Schaeffler提供一种圆锥形的特殊铜塞片KA20-M-FA512.7 ；
遇到这种情况请联系我们。
静压导轨不能拼接，单根最大长度2940mm。如果需要更长的
导轨，可以向我们咨询。
工作条件静压导轨正常运行的条件是：
液压油HLP 46，符合DIN51524-2，液压油的粘度为ISO VG46，
必须采用10?m过滤器过滤。
密封滑块两端的弹性密封和下部的密封条保护系统免受污染，
防止滑块内液压油的泄露。
耐腐蚀保护没有耐腐蚀设计。
工作温度静压导轨系统的 油液介质为HLP46，工作温度为+40°C。
并且需要保持恒温，例如可以通过利用冷却系统来维持油液
温度。
Schaeffler Technologies TPI 1495
静压导轨系统
设计与安全指南
互换性导轨和滑块是可以相互替换的，因此可以非常方便任意组合导轨
和滑块。
承载油腔的间隙已经事先设定。
静压导轨系统使用时，至少2根导轨，每根导轨2个滑块，
图2。只有一根导轨或者一个滑块的系统是不能使用的。
预载静压滑块HLE45-A-XL 通过滑块和导轨之间的压力油腔进行液压
预紧，预紧压力大约为5MPa。预载通过集成的控制阀在工厂
设定，不能改变。
预载对于静压导轨系统的影响增加预载则增加刚度。但是，预载不会影响静压导轨系统的移动
摩擦力和寿命。
摩擦在承载能力范围内，摩擦力和载荷大小无关。由于封闭式密封，
摩擦阻力是一个恒定值，每个滑块大约为20N。
?滑块HLW45-A-SL-XL
?滑块HLW45-A-SR-XL
?导轨TSH45-XL
图2
静压导轨系统0008
B
9
6TPI 149Schaeffler Technologies
Schaeffler Technologies TPI 1497
刚度每个滑块的刚度（温度约为 +40°C ）如下所示：以上刚度数值基于静压导轨系统（HLE45）， 两根导轨（TSH45）
，四个滑块（HLW45），安装于一个平板，工作压力10MPa 。刚度数值包括静压导轨系统HLE 的变形，也包括连接
螺钉和周边结构的变形。
刚度数值仅适用于六根螺栓都连接，并且采用正确的液压站，参见第8页，液压配置部分。
在没有油的情况下，不要在导轨上移动滑块。否则，密封将被破坏。
导轨必须校直，拧紧固定螺钉，必须使用铜填塞片封闭沉孔。
使用静压导轨时，导轨两端和滑块一端需要安装挡块。
安装导轨和滑块之前，必须遵守安装手册MON 50上的安装步骤和注意事项。
安装按照下面的步骤进行安装：
■把已经涂抹液压油的滑块推上导轨，在没有载荷的情况下移动到安装位置。
■连接液压管路（如果需要，滑块的进油和出油接头可以从滑块的一侧换到另外一侧）。
■开启液压站，进行供油。
■将工作台轻放在滑块上。
■固定滑块的螺钉（从上面）。
■首先拧紧外面四个螺钉，再拧紧中间螺钉，注意螺钉长度。
静压导轨系统已经准备好了，可以进行工作了。
■压力方向=1200N /?m
■拉力方向=900N /?m
■侧方向=500N /?m 。
8TPI 149Schaeffler Technologies
静压导轨系统
液压配置
每个滑块的供油流量必须达 1.3l /min 。液压系统的进油口和出油口管路要求
选择尽可能大直径的管路。进油管路为了尽量减少因管道阻力造成的沿程压力损失，进油管路在尽可能接近滑块处，通径减小为 4mm 。滑块上的液压接头型号为
L6 M12?1.5（滑块上的螺纹为 M10?1）。
进油管路上需要安装一个断流阀，当回油管路压力过大（大于
2bar ）时，切断滑块进油管路的供油。
出油管路
在出油管路上，为了能保证所有滑块的抽油量相等，从抽油泵到所有连接滑块的管路阻力都必须相同，且应尽可能保证最低。
滑块上的液压接头型号为 L8 M12?1.5（滑块上的螺纹为
M12?1.5）。
为了降低管路压力损失，从滑块出油口后300mm ，液压管路应该转换为通径为16mm 。
如果出油管路大于（? 2m ），抽油单元必须就近直接安装在相应的进给轴系上。通过运用抽油单元，可以减小管路通径。
为了减少导轨系统的摩擦和泄露，滑块出油口的压力必须小于
0.2bar 。当系统对泄露和摩擦具有很高的要求时，滑块出油口应该设为负压（为0到 –0.5bar ）
。设计时，需要计算抽油管路和供油管路的阻力；如果有需要，请向我们咨询。
液压系统应该具有一个压力开关，反馈压力信息到控制器，保证系统具有足够的压力。
只有在液压系统可用的情况下，静压导轨系统才可以运作（尽管其具有优良的紧急运行特性）。
Schaeffler Technologies TPI 1499
例如：供导轨系统HLE45-A-XL 用的液压单元（该液压单元来自Hydac 公司）和Hydac 公司进行合作，采用了下面的液压单元 。这个液压单元设计为3种不同功率等级，分别适用于滑块数为4，8和12的导轨系统。为了使静压导轨系统具有一定的冷却功能，该液压单元可以结合冷却器一起使用，图3。
特征由Hydac 公司生产的液压单元具有如下特点：
■根据滑块数为4，8和12的导轨系统，分别配有相对应的功率等级的液压单元。
■电子监测：–进油路油液污染检测
–回油路油液污染检测
–油位
–油温
–进油路油液压力
–回油路油液压力
–冷却回路油液压力
■过滤进油路和出油路的油液
■在环境温度偏离具体指定的温度范围（参见第10页，表）的情况下，必要时需要采取特殊冷却措施。
当液压单元的回油管路很长时，为了帮助系统回油，建议在回油路上额外安装一个抽油单元。
?液压单元HLE45-A-XL
?液压单元HLE45-A-XL 带有冷却器
图3
液压单元
0008B 0A 4
静压导轨系统
不同滑块数量的导轨系统所对应的液压单元技术参数，
请见下表。
液压单元的技术参数（HYDAC）特征设计
滑块数量
4812
电机
额定频率Hz50
额定转速min–11420
连接电压（三相交流）V400
额定功率kW 2.245
泵
流量l/min 5.210.415.6
带有抽油单元的流量l/min 6.713.420.1
控制器
压力设定bar115
占空比
连续工作bar适合
油箱
容积l80100120
安装方位–水平
环境温度
–最小值°C–10
最大值°C+30
冷却系统
压缩制冷机的功率kW 1.5 3.3 5.8
冷却器–HYDAC HEX S610
液压介质
矿物油 HL/HLP–HLP46，DIN51524-2
油温最小值°C+20
最大值°C+40
10TPI 149Schaeffler Technologies
Schaeffler Technologies TPI 14911尺寸不带和带有冷却系统的液压单元的外部尺寸只是在高度上有差别，图4和图5。
液压管接头的尺寸与液压单元所供导轨系统上的滑块数量有关，请见下表。
液压管路接头图4不带冷却系统的HLE45-A-XL 的
液压单元
0008B 462图5带有冷却系统的HLE45-A-XL 的
液压单元
0008B 45E 滑块数量
液压管路接头HLW45-A
出油口进油口4
10L 15L 8
12L 18L 1215L 22L
12TPI 149Schaeffler Technologies 静压导轨系统
抽油单元抽油单元在抽油时具有非常大的优势：
■出油管路上的背压容易增加滑块内油液的消耗量。在抽油单元的辅助作用下，可以允许回油路背压提高到2.5bar 。
■抽油单元的使用，可以大大减小软管直径的尺寸。这也就意味着可以减小液压回路占用的空间。
■通过使用抽油单元，液压系统将对管路压力波动和空气渗入不那么敏感。
一个抽油单元可以同时作用在 4 个滑块（HLW45-A ）上。每个抽油单元需要额外1.5l /min 的流量。
抽油单元的尺寸，图6。
图6
抽油单元0008B 466
Schaeffler Technologies TPI 14913导轨的固定孔布置形式除了特殊要求，导轨具有对称的螺栓孔，图7。
根据客户的要求，我们可以提供非对称的固定孔形式。在这里，a L мa L min 和a R мa R min ，图7。
固定孔间距数量的最大数值
孔间距数等于下列数值的整数数值：
距离a
L 和a R 通常取决于：对于对称螺栓孔布置形式的导轨：
固定孔的数量：
n –固定孔间距的最大数量
l mm 轨道长度
a L min , a R min mm
a L , a R 最小值，参见尺寸表
j L mm 固定孔间距
a L , a R mm 导轨首端和末端与最近的螺栓孔之间的距离
x –固定孔的数量。
如果不遵守a L 和a R 的最小值，沉孔可能会被切割。
拼接导轨静压导轨是不能拼接的。
?定位面
?对称螺栓孔形式
?非对称螺栓孔形式
图7
导轨螺栓孔形式单列螺栓孔
00016D D 4
14TPI 149Schaeffler Technologies
静压导轨系统
相邻结构设计
导轨的运行精度主要取决于安装配合面的直线度、精度和刚度。系统的直线度只有在导轨完全压紧到基准面上时才能得到保证。安装表面的形位精度导引系统的精度及运行平稳度要求越高，则越要注意安装表面的
形位精度。
公差要求第15页，图8。
表面必须经过磨削或精密铣削使其达到平均粗糙度Ra1.6。
如果相邻结构的加工超出公差要求范围，将会影响整体精度，改变预载，导致故障。
高度偏差?H
对于?H ，允许值通过下面的公式计算。如果存在大的偏差，请联系我们。
?H ?m 理论上允许的最大高度偏差，第15页，图8
a –基于预载等级的系数，在此：0.075
b mm 导轨的中心间距。
导轨平行度
对于平行布置的导轨，平行度公差t ，第15页，图8和下表。导轨的平行度公差t 如果使用最大值，可能会增加移动阻力。
订货号平行度公差
t
?m
TSH45-XL ? 10
Schaeffler Technologies TPI 14915b =导轨之间距离
?H =高度偏差
t =平行度公差
图8
安装表面的公差和安装后导轨的平行度
0008B 75C
16TPI 149Schaeffler Technologies 静压导轨系统
精度定位台阶高度和圆角半径定位台阶高度和圆角半径必须符合静压导轨的要求，参见下表和图9。
相邻结构必须设计凹坑，留出滑块上的封口螺钉和进出油口的位置，图9。
定位台阶高度和圆角半径
精度等级
静压导轨系统HLE45-A-XL 现有精度等级为G1，图10。订货号h 1
h 2max.r 1max.r 2max.mm
mm mm mm HLE45-A-XL 10810.8
?相邻结构的凹坑设计
图9
定位台阶高度和边角半径0008B 19F
t =不同测量方向下的平行度公差
l =导轨总长度
?定位面
图10
导轨的平行度公差0008B 1A 8
Schaeffler Technologies TPI 14917滚道对定位面的平行度
导轨的平行度公差，精度等级为G1，第16页，图10。公差公差值是代数平均值。它们与滑块安装螺纹的中心点或定位面相关。
尺寸H 和A 1必须始终在公差范围之内，与滑块在导轨上的位置无关，见下表。
尺寸H 和A 1，参见图11。
运行精度运行精度会受相邻结构精度的影响。精度公差1)
生产中使用的理论值。2)在一根导轨同一点上测量不同滑块之间的尺寸差。公差精度
G1
?m 高度公差
H 1)?10高度差2)
?H 5宽度公差
A 11)15–5宽度差2)
?A 15图11
精度参考尺寸0008B 1B 1
18TPI 149Schaeffler Technologies 静压导轨系统
导轨固定孔的位置公差和导轨的长度公差导轨固定孔的位置公差和导轨的长度公差参见图12和下表。
固定孔的形式根据DIN ISO 1101。导轨的长度公差1)长度 l max 参见 尺寸表。
图12
导轨固定孔的位置公差和
导轨的长度公差
0008C 6F 5订货号导轨长度公差为最大长度 l max 1)的函数
?1000mm ?1000mm ?2940mm
TSH45-XL
–1mm –1.5mm
静压导轨
静压导轨 静压导轨工作原理 工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。 优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。 缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的清洁程度要求很高。 主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨 静压导轨分类 按结构形式分：开式、闭式 开式静压导轨：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。当动导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。 闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保证运动部件工作平稳。 按供油情况可分为定量式静压导轨和定压式静压导轨。
定压式静压导轨： 是指节流器进口处的油压压强ps是一定的，这是目前应用较多的静压导轨。 定量式静压导轨 指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种静压导轨不用节流器，而是对每个油腔均有一个定量油泵供油。由于流量不变，当导轨间隙随外载荷的增大而变小时，则油压上升，载荷得到平衡。载荷的变化，只会引起很小的导轨间隙变化，因而油膜刚度较高，但这种静压导轨结构复杂。 工作原理工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005 左右，油膜抗振性好。缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的清洁程度要求很高。主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨分类按结构形式分：开式、闭式开式：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。当动导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保证运动部件工作平稳。按供油情况可分为定量式和定压式。定压式：是指节流器
气静压导轨计算
氣靜壓軸承與導軌簡易計算 內容： 0.使用符號說明 1.基本的功能說明 2.在支承間隙之氣流 3.噴嘴流動狀態 4.噴嘴一支承間隙間之流動情形 5.氣靜壓軸承的支承力 6.氣量消耗量 7.計算流程之原則 8.氣靜壓軸承的振盪 0.使用符號說明 A 0 [m 2] 噴嘴斷面（A D = π 4 d D 2） A lager [m 2] 軸承面積 b [m] 垂直於洩漏流體流動方向屬於個別噴嘴的軸承間隙之寬 度 d [m] 噴嘴直徑 F [kg] 支承力 H [m] 間隙高 A [m] 流動方向之洩漏長度 m [kg/sec] 流體質量 N ─ 噴嘴寬度 P [Kgf/m 2 ] 絕對壓力 P a [Kgf/m 2] 絕對大氣壓力 P k [Kgf/m 2] 氣體在噴嘴後方分配槽孔時之絕對壓力 氣室壓力］ P m [Kgf/m 2] 軸承間隙內之絕對壓力 P s [Kgf/m 2] 進入噴嘴前之氣體絕對壓力 R [grd kg mKgf ?] 氣體常數（R Luft =29.27[grd kg mKgf ?]） R e ─ 雷諾常數
T a [°k] 大氣溫度 u [ m s ] 流動速度 v n [m s 3 ] 單位時間內具標準的體積流量 X [m] 洩漏流出方向的坐標 Z [m] 在軸承間隙高度方向之坐標 α ─ 噴嘴之流出係數（α≒0.7） η [2m kgf s ] 動黏滯係數（ηπLuf =1.85×10-6[2m kgf s ] ? ─ 絕熱指數 [?Luft =1.4] 1.基本的功能說明 氣靜壓軸承的功能和具噴嘴（節流器）液靜壓軸承相同。所推導的氣體運動方程式必須考慮介質的壓縮性。支承間隙內壓降乃由〝牛頓摩擦〞所造成，在噴嘴內之壓降產生動能的增加。 2.在支承間隙的流體 計算過程中原則上基於如下文假設： 在Ｘ東向上之流體為〝線性〞，〝絕熱〞，與〝層流〞。 簡化流體的N avier -S tokeschen 運動方程式可得： dp dx d u dz =?η22 (1) 上式雙重積分可得： ()()u z z z dp dx o =?1222η (2) 其中Zo= h 2 而平均流體速度為： u z u z dz Z dP dX h dP dX o z z o o o = =?=??∫ 1 231222()ηη (3) 單位時間在間隙內氣體質量為： m b h u =???ρ (４) 將u 代入
导轨与静压导轨的区别
导轨与静压导轨的区别 导轨 金属或其它材料制成的槽或脊，可承受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机器部件、专用设备、仪器等。 应用 导轨在我们的日常生活中的应用也是很普遍的，如滑动门的滑糟、火车的铁轨等等都是导轨的具体应用。 静压导轨工作原理 工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。 优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。 缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的清洁程度要求很高。 主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨 静压导轨分类 按结构形式分：开式、闭式 开式静压导轨：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。当动导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。 闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保证运动部件工作平稳。 按供油情况可分为定量式静压导轨和定压式静压导轨。 定压式静压导轨： 是指节流器进口处的油压压强ps是一定的，这是目前应用较多的静压导轨。 定量式静压导轨
指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种静压导轨不用节流器，而是对每个油腔均有一个定量油泵供油。由于流量不变，当导轨间隙随外载荷的增大而变小时，则油压上升，载荷得到平衡。载荷的变化，只会引起很小的导轨间隙变化，因而油膜刚度较高，但这种静压导轨结构复杂。 安昂传动传动世界，。，。
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；
落地镗铣床复合导轨与静压导轨性能比较
复合导轨与静压导轨的比较 我公司数控落地镗铣床的X、Y、Z、V、B四个直线导轨和一个回转导轨，均采用进口贴塑滑动与滚动体相结合的“滚滑式复合导轨”。其特点是磨擦系数小，吸振性好，高频振动小，精度高，维护简便。X、Y、Z、W、V、B各运动轴均加装位置检测系统，随时监控各运动轴运动状态，并将各轴运动状态反馈给CNC计算机系统自动调节电机扭矩，保证了各轴运动速度的高度精确性和高度稳定性。 滚滑式复合导轨的摩擦副之间嵌入了多个滚动体单元，且每一滚动体单元均施加3～5吨预压力并刚性联接，移动件与固定件之间的联接刚性好，抗振性和精度易于保证；静压导轨摩擦副之间在理想状态下几乎无摩擦力，导轨的使用寿命长。但由于零件制造误差、导轨副调整的直线度、平行度及导轨副受压的弹性变形等方面存在着变形不一致等不确定性，使得静压导轨实际使用状况是有摩擦的，且不均匀。 滚滑式复合导轨是以进口聚四氟乙烯复合软带材料为主支承，配以进口滚动卸荷装置（滚动体，采用德国INA），其摩擦副之间摩擦力均匀，有弹性，摩擦副之间变形均匀稳定，运动部件运行平稳，故实际使用过程中加工精度较高；静压导轨的油膜理想状态为0.03mm左右厚度（即刚性油膜的理想厚度），但大型机床其移动部件的质量重达六七十吨，移动部件导轨副之间承载后的变形量为0.04mm左右，移动部件移动过程中，静压导轨的油膜厚度会随着承载变形而产生不均匀的油膜厚度，造成加工精度的变化和不稳定性。 滚滑式复合导轨的摩擦力为复合摩擦力（既有滑动摩擦又有滚动摩擦），可通过
滑动和滚动副的正压比来调整摩擦力，使其摩擦力调整到与电气驱动及移动惯量相匹配的最佳点，使定位精度很高，而且定位时间短，运动平稳，使加工效率、加工质量大大提高；静压导轨副摩擦力虽然较小，但由于移动部件惯量作用，其定位精度不易做得很好，在移动部件伺服定位过程中无法避免产生震荡，而且定位时间相对较长。 滚滑式复合导轨滑动面的比压参照我公司20多年生产加工中心的经验，其精度使用寿命达到国际标准，与滚动体接触的镶钢部分硬度达HRC60士2。其滑动面是软硬结合加两层防护不易进入杂质拉伤导轨，镶钢导轨板及滚动体如有拉伤及损坏可单独更换；而静压导轨一旦出现拉伤、损坏，非得把整个移动部件拆开，修理静压单元及导轨，复合导轨具有维修简单、方便的特点。 另外，静压导轨的静压系统对油及管路、液压箱体的清洁及性能要求相当严格，一旦液压系统出现故障，维修和维护需要很强的专业水平，一般厂家维护人员较难修复，而复合导轨则相对要容易维护。 总之，静压导轨技术是一直比较成熟、比较传统的导轨技术，目前重大型机床
静压导轨工作原理
静压导轨工作原理 静压导轨的工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于纯液体摩擦状态。 优点：导轨运动速度的变化对油膜厚度的影响很小；载荷的变化对油膜厚度的影响很小；液体摩檫，摩檫系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。 缺点：导轨自身结构比较复杂；需要增加一套供油系统；对润滑油的 清洁程度要求很高。 主要应用：精密机床的进给运动和低速运动导轨 静压导轨分类 按结构形式分：开式、闭式 开式静压导轨：压力油经节流器进入导轨的各个油腔，使运动部件浮起，导轨面被油膜隔开，油腔中的油不断地通过封油边而流回油箱。当动 导轨受到外载荷作用向下产生一个位移时，导轨间隙变小，增加了回油阻力，使油腔中的油压升高，以平衡外载荷。 闭式导轨：在上、下导轨面上都开有油腔，可以承受双向外载荷，保 证运动部件工作平稳。 按供油情况可分为定量式静压导轨和定压式静压导轨。 定压式静压导轨： 是指节流器进口处的油压压强ps是一定的，这是目前应用较多的静 压导轨。 定量式静压导轨
指流经油腔的润滑油流量是一个定值，这种静压导轨不用节流器，而是对每个油腔均有一个定量油泵供油。由于流量不变，当导轨间隙随外载荷的增大而变小时，则油压上升，载荷得到平衡。载荷的变化，只会引起 很小的导轨间隙变化，因而油膜刚度较高，但这种静压导轨结构复杂。 φ1.6米圆台立式磨床采用恒流静压导轨的研制 来源：机电在线发布时间：2009-4-16 8:59:44 1 引言 对于精密圆台立式磨床来说，要保证磨削工件的大平面粗糙度低、精度高，除了要求磨头好以外，还要求工作台的工作性能要好。目前国内外生产 的φ1.6米精密圆台立式磨床中，工作台导轨基本上采用滚动导轨，经调查，滚动体磨损后高精度易于丧失，抗振能力不强，在磨削高精度的大平面时， 粗糙度值也不理想。而静压导轨与它比较，具有更小的摩擦阻力，使用寿命长，动态特性好，运动刚度好，有一定的吸振能力，运动精度高。滚动导轨 难于与静压导轨媲美，且国产静压系统与进口大型特级平面滚动轴承在价格 上也相差不大。因此，我们在研制φ 1.6米精密圆台立磨(该项目为原机械 工业部1997年机械工业科学技术发展计划项目)中采用了静压导轨，效果好。下面对本课题中静压导轨的设计作一介绍。 2 静压导轨供油方式的确定 就供油方式而言，液体静压导轨目前分为恒压和恒流供油两大类。近年来德国、日本、美国等工业发达国家生产的机床，对液体静压导轨的供油方式，不是千篇一律采用某种方式，有采用恒流供油方式，也有采用恒压供油
导轨的选型和计算
导轨得选型及计算 按结构特点与摩擦特性划分得导轨类型见表6-1 [5\各类导轨得主要特点及应用列于表中。 导轨类型特点及应用 表 X方向初选导轨型号为⑹具体数据见《机械设计手册》9-149 Y方向初选导轨型号为 导轨得运动条件为常温，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得响应速度与灵敏度。驱动功率小，只相当普通机械得十分之一。 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1 0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。 导轨得长度： 由于导轨长度影响工作台得工作精度与高度，一般可根据滑块导向部分得长度来确定导轨长度。 其公式为： L=H+S+A I -S1-S2 由此公式估算出L x = 940mm, L y = 1090mm 其中L—导轨长度 H—滑块得导向面长度 S—滑块行程 △ I—封闭高度调节量 S1 —滑块到上死点时，滑块露出导轨部分得长度 S 2—滑块到下死点时，滑块露出导轨部分得长度 6、2计算滚动导轨副得距离额定寿命 X方向得导轨计算 X方向初选导轨型号为，查表9、3-73[,]得，这种导轨得额定动，静载荷分别为Ca 二13、6kN, Coa二20、3k No 4个滑块得载荷按表9、3-48序号1得载荷计算式计算。 其中工作台得最大重量为： G二100X9、8=980N F 1 =F2=F3=F4=1/4 ( G1+F) =250N 1)滚动导轨得额定寿命计算公式⑹为： L=(仇f t fc f a Ca/ fwP c ) 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——受力最大滑块所受得载荷(KN); Z——导轨上得滑块数；
静压导轨系统
静压导轨系统和滚动直线导轨系统具有相同的安装尺寸
静压导轨系统 页产品概览静压导轨系统 (2) 特性通过静压油膜阻尼振动 (3) X-life (3) 功能 (4) 这种方案的优势 (4) 现有设计 (5) 运行条件 (5) 密封 (5) 耐腐蚀保护 (5) 工作温度 (5) 设计与安全指南互换性 (6) 预载 (6) 摩擦 (6) 刚度 (7) 静压导轨系统的安装 (7) 液压配置 (8) 导轨固定孔布置形式 (13) 相邻结构设计 (14) 精度定位台阶高度和圆角半径 (16) 精度等级 (16) 导轨固定孔的位置公差和导轨的长度公差 (18) 订货举例、订货号安装孔对称 (19) 尺寸表静压导轨系统 (20) Schaeffler Technologies TPI 1491
2TPI 149Schaeffler Technologies 产品概览静压导轨系统 和滚柱直线导轨具有相同的安装尺寸HLE45-A-XL 00089D 7E
静压导轨系统 特性标准直线导轨的滑块不能阻尼振动。为了有效阻尼振动， 滚柱直线导轨系统RUE-E需要使用额外的阻尼滑块RUDS-D， 阻尼滑块布置在承载滑块中间。但是为了最有效的阻尼振动， 阻尼滑块必须布置在振幅最大的位置，因此需要很好的掌握 振动的形式。 通过静压油膜阻尼振动对于阻尼、动态刚度和承载能力要求非常高的应用，现在可以 使用静压导轨系统，基于已经验证的滚柱直线导轨系统RUE..-E， 尺寸45。 带有预载的静压导轨系统是一个完整的单元，本身带有很好的 阻尼能力，不需要额外的阻尼部件。 静压导轨系统HLE45-A-XL 具有X-life的品质。 静压导轨系统阻尼值高达 470000kg/s 同时，它具有与对应型号 的滚动导引系统几乎一样高的拉伸和压缩刚度。当静压导轨系统 用在机床上时，可以使机床具有更高的切削量、更好的表面加工 质量和更长的使用寿命。 滑块鞍板承载油腔中特殊的青铜涂层，可以保证静压导轨系统具 有优良的安全运行特性，这意味着在过载和供油压力不足的工作 条件下静压导轨系统不会被损坏。 Schaeffler Technologies TPI 1493
滚珠丝杠选型和电机选型计算
确定滚珠丝杠副的导程 根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为。X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。则丝杠导程为 max max 24000/ 5.390.994500 h P V i n =?=≈? 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为。则导轨静摩擦力： 000.0065009.84549.4F M g f N μ=??+=??+?= 式中： M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。 f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。 由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有： max min 60/6024/10144h n n v P rpm ≈=?=?= max min 049.4F F F N ≈≈= 滚珠丝杠副的当量载荷： max min 0249.43 m F F F F N +=≈= 滚珠丝杠副的当量转速： max min 1443 m n n n rpm += = 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算： 49.41253.0310010011 m w am a c F f C N f f ?===?? 式中： m n ——当量转速，max min 1443 m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时 ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1 a f ——精度系数，2级精度选择a f =1
滚珠丝杠选型和电机选型计算
1.滚珠丝杠及电机选型计算 1.1 确定滚珠丝杠副的导程 根据电机额定转速和X 向滑板最大速度，计算丝杠导程。X 向运动的驱动电机选择松下MDMA152P1V ，电机最高转速为4500rpm 。电机与滚珠丝杆通过联轴器连接，传动比为0.99。X 向最大运动速度24m/min ，即24000mm/min 。则丝杠导程为 实际取mm P h 10=，可满足速度要求。 1.2 滚珠丝杠副的载荷及转速计算 滚动导轨承重时的滑动摩擦系数最大为0.004，静摩擦系数与摩擦系数差别不大，此处计算取静摩擦系数为0.006。则导轨静摩擦力： 式中： M ——工件及工作台质量， M 为500kg 。 f ——导轨滑块密封阻力，按4个滑块，每个滑块密封阻力5N 。 由于该设备主要用于检测，丝杠工作时不受切削力，检测运动接近匀速，其阻力主要来自于导轨、滑块的摩擦力。则有： 滚珠丝杠副的当量载荷： 滚珠丝杠副的当量转速： 1.3 滚珠丝杠副预期额定动载荷 1.3.1按滚珠丝杠副的预期工作时间计算： 式中： m n ——当量转速，max min 1443 m n n n rpm +== h L ——预期工作时间，测试机床选择15000小时 w f ——负荷系数，平稳无冲击选择w f =1 a f ——精度系数，2级精度选择a f =1 c f ——可靠性系数，一般选择c f =1 1.3.2 按滚珠丝杠副的预期运行距离计算： 式中： s L ——预期运行距离，一般选择32410s L m =? 1.3.3 按滚珠丝杠副的预加最大轴向负载计算： 式中： e f ——预加负荷系数，轻预载时，选择e f =6.7 m ax F ——丝杠副最大载荷 1.4 估算滚珠丝杠的最大允许轴向变形量δm ()?≤4/1~31m δ重复定位精度
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;
导轨的选型及计算
导轨的选型及计算 导轨选型 滑块实际负载：P 滑块动额定负载：C 长度寿命： 3()*50C P L k m = 丝杠选型 丝杠轴向负载：F 导程：P 效率：0.8 丝杠所需扭矩：T *3.14*2000*0.8*T F P = 丝杠寿命计算： 3()*()C F L Pk m = 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