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環形導軌的設計和選型要點你真的知道嗎?

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發表于 2019-4-19 11:57:03 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

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環形導軌定義:
通常指閉合的循環導軌,由直線導軌和圓弧導軌以及滑塊組合而成,通常又被稱為直曲導軌。環形導軌是環形導軌循環運動系統的基礎與核心部件。一般的循環流水線,如皮帶式流水線、滾筒式流水線,具有較大的運動間隙,不具有足夠的剛性和定位精度。而由環形導軌組成的循環運動系統,具有高剛性、高定位精度、良好的抗污染能力、更高的運行速度等突出特點,可以很好地滿足現代工廠的精密自動化需求。

                               
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1、產品特點

環形導軌屬于滾輪式導軌,其滑塊與導軌配合的橫截面如下圖:

                               
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●更快的線速度,更高的加速度:V型滾輪在滾輪V型導軌面的滾動,可以達到很高的線速度, 最高可達10m/s;加速度最高可達2G。
●更低的噪音:滾輪軸承的V型槽,和滾輪V型導軌的V型面,具有良好的輪廓一致性;V型滾輪在滾輪V型導軌面上的平滑滾動,與滾珠導軌相比,可大大降低高速運行時的噪音。
●適合從無塵到粉塵等惡劣環境的使用:滾輪中的軸承滾動體,和導軌面不直接接觸,同時軸承具有很好的密封性; V型滾輪通過"刮擦"運動,把灰塵、切屑等雜質從V型導軌面上刮除,保持V型導軌面的清潔,從而非常適合在惡劣環境下使用。而滾珠導軌如果工作在有灰塵、切屑等雜質的環境中,其使用壽命會大大地縮短。
●降低了安裝基準的精度要求: 一個V型滾輪,就相當于滾珠導軌的一個滑塊,V型滾輪和V型導軌面的接觸,類似單點接觸;這樣就大大降低了對安裝基
準面的精度要求,裝配省時省力。
●維護更換成本更低: V型導向滾輪導軌系統,可以單獨更換磨損了的導軌或滾輪,不需要全部更換;通過對偏心滾輪的調整,可方便調整并得到需要的預緊力。
●預緊隨時可調:滾輪導軌在裝配時,同心滾輪和偏心滾輪配合使用,可以隨時調整滾輪與導軌 之間的預緊力,以保證平穩的運行。
●更長的使用壽命: 在良好的工作環境下,滾輪壽命達到4000KM以上,加上滾輪易更換的特點,滾輪式導軌有很長的使用壽命。

2、典型軌道布局形式
直線導軌和圓弧導軌通過不同的變化組合,可以實現近乎無限種軌道布局形式。生產應用中的典型軌道布局形式有:橢圓形布局、矩形布局、三角形布局、不規則形狀布局。其中,橢圓形布局和矩形布局最常用。
(1)橢圓形軌道布局。

                               
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(2)矩形軌道布局。

                               
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(3)三角形軌道布局。

                               
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(4)不規則形狀軌道布局。以這種形式布局的軌道需要配合特制的滑塊一起使用。

                               
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3、典型驅動形式
環形導軌主要有矩形和橢圓形兩種布局形式,而其驅動系統主要有同步帶式、鏈條式、螺桿式、十字臂式、凹槽輪式。
(1)同步帶式驅動
同步帶式驅動為最常用、易于設計、具有性價比優勢的驅動方式。伺服電機帶動同步輪旋轉,同步帶與滑座通過開槽式或夾持式設計連接。

                               
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(2)鏈條式驅動
滑塊與鏈條可以直接連接,也可以通過傳動桿連接。相對同步帶而言,鏈條可承受較大荷載。

                               
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(3)螺桿式驅動
這種驅動方式的環形導軌特點是運動速度更高,定位精度更高,實現快速定位。

                               
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(4)十字臂式驅動
電機置于系統中央,十字臂上帶有長槽,以適應滑塊與電機驅動軸之間的距離變化。這種驅動形式的傳動機構簡單,不同滑塊之間距離不易變動, 但電機的啟動力大。

                               
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(5)凹槽輪式驅動
相鄰滑塊之間用連接桿連接,使得滑塊之間的距離不易變動,位置更精準。滑塊上安裝有從動滾輪,滾輪與凹槽驅動輪上的開口嚙合。這種驅動方式要求滑塊間的連接桿具有一定柔性,而且凹槽輪上與從動滾輪嚙合的位置需要留出足夠的間隙

                               
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4、設計和選型示例
下面以同步帶傳動的橢圓形軌道運動系統為例,說明環形導軌的設計要點。

                               
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(1)初始選擇
一般情況下,25規格的滑塊應用于最重10KG的運動荷載,44規格的滑塊應用于最重20KG的運動荷載。

(2)明確需求和工況
確定實際生產中的條件參數:滑塊承受荷載、工位數量(滑塊數量)、工位間距(滑塊間距)、相鄰工位移動時間(或移動速度)。

(3)選擇合適半徑大小的圓弧導軌
如果相鄰兩滑塊間距太小,會出現多于一個滑塊同時停留在圓弧導軌段上,這會不利于對滑塊進行定位,所以,對于不同大小的圓弧導軌,存在一個推薦的滑塊間距最小值,見下表:
根據實際需求的工位間距 S,對比推薦的最小滑塊間距值Smin,確定圓弧導軌中心孔直徑D。
(4)選擇及計算系統的各項參數
對應每一種規格的圓弧導軌,怡合達推薦使用以下齒數的主動同步輪(齒型AT10)。對應關系參考下表:
確認了同步輪尺寸之后,就可以計算以下數值: 同步帶周長A計算公式為:A = N × S
直軌長度L(等于同步輪中心距)應該滿足以下等式:A= 2 × L + 3.14 × D
(5)同步帶與滑塊的連接方式
(a)開槽式連接:

                               
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同步帶上安裝有開槽式連接扣件,安裝在滑座上的金屬銷與開槽式扣件嚙合。連接扣件上必須設計長槽,這是為了適應承載滑座從直線運動變為曲線運動時的微小偏移。
(b)夾持式連接:

                               
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這種方式無需讓螺釘穿過同步帶。同步輪上必須加工出凹槽,以避免與夾持零件干涉。
(c)過載保護器組合件連接
該組合件帶有自動脫開功能,當滑塊受到外力影響導致運動受阻時,這種機構可以將滑塊從驅動系統上脫開,避免整套設備受損。
(6)設計滑塊的定位系統。為了準確定位,必須配備滑塊定位系統。
(7)潤滑系統。
為避免過度摩擦,可選配安裝為導軌工作面涂敷均勻油膜的潤滑器。潤滑器中浸潤潤滑油的毛氈擦拭導軌工作面,毛氈內側裝有小彈簧使之有輕微的彈力來保證充分潤滑,良好的潤滑條件可顯著增加系統的荷載能力和壽命。潤滑器上加工有注油孔,建議1個月補充一次潤滑油(推薦32號潤滑油)。除非是在無塵或者真空等特殊環境,其他環境下都建議安裝潤滑器,以增加系統壽命。
還可以在軌道上加工注油孔,以配置自動注油系統,實現自動補充潤滑油。怡合達可以根據客戶要求提供系統所需的自動注油器。


                               
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