在自动化设备、精密的机械的设计中,直线导轨的选型就直接关系到整机的运动性能与工作的可靠性都将大打折扣。但在ABBA导轨的应用中尤为如此,其作为一类的行业应用广泛的部件,其所对应的精度等级的选择往往成为工程师面临的关键的决策之一。通过对ABBA滑块的系统的对比分析其不同精度的等级(H1/H2/H3)在“高精度”与“高刚性”两个主要的技术指标的表现的对比将为选型提供清晰的依据。
精度等级的基础划分
其ABBA导轨的精度等级主要取决于其行走的平行度、高度的尺寸公差与宽度的尺寸公差等几方面的综合的精度水平的高低而定。与之相比,越是数字越小的标准等级,如H3、H2、H1的机械加工所代表的制造精度就越高。与其说H3的分辨率已经达到了通用的“视界无限”的理想境界,不如说H2的高端分辨率已经让我们对“视界无限”的幻想完全破灭了,而H1的精密的分辨率又一次地将我们推到了“视界的尽头”!。其直接体现了滑块与导轨的配合间隙、滚动体的尺寸一致性及沟槽的几何精度都达到了极高的要求。
精度与刚性的内在联系
以ABBA的导轨滑块为例,其高的精度与高的刚性就具有了既有区别又相互关联的关系,即高的精度往往可以从高的刚性上体现出来,反之高的刚性也就能从高的精度上体现出来,但两者又各有各的侧重性,对应的要求也各有各的不同。
通过其高的精度主要体现了其运动的轨迹的直线性、滑块的定位的重复性及整个的运行的平稳性等方面的优良.。但由此也就要求了滑块内部的滚动体(如滚珠或滚柱)其尺寸的高度要尽可能的一致,同时也要求了沟槽的形状的精密,从而尽可能的减少因其尺寸的离散带来的微观的振动与位置的偏差。
而高的刚性则体现了滑块在承受载荷的过程中对外界的径向力、反力矩等各种不良的工况下都能保持较好的运动稳定性.。其结构的设计、选用的材料、预压的等级以及与导轨的接触的刚度都对刚性产生了较大的影响.。
但事实上,仅凭借精度的高低就能直接将模型的“刚性”打分却是一种常见的认知误区。但无论如何提高了的高精度的等级(如H1的)都不能完全的克服刚性大的问题,仅仅能提高了较好的几何的配合和运动的平滑程度,但刚性的大就更大程度上取决于预压的设定、滑块的结构及负载的方向等了。但无论我们将其配置的多么“刚性”,若预压的条件不够完善(尤其是对那些刚性要求相对较高的H1等级的ABBA导轨滑块),都可能在重载下出现刚性不够的问题。
H3/H2/H1 等级的性能对比与应用指向
H3 等级(通用级)
但在对运动精度的要求不高的同时又对其可靠的运行寿命的确保上均可采用此类的ABBA导轨的滑块。如普通的物料搬运设备、机床的那些非核心的轴承、甚至常规的自动化的仓储系统等都可能会因为长期的工作中产生的微小的机械冲击而引起疲劳的产生从而降低了其本身的使用寿命。其相对较低的制造成本就能基本满足了大部分的工业场景的基础的刚性需求。凭借合理的选用H3等级的弹性元件并加以适当的预压,对于设备的负载较大而运动的精度又不太苛刻的要求,同样也可在控制了成本的基础上又能获得足够的刚性。
H2 等级(高端)
其H2等的ABBA导轨滑块既能满足较高的精度要求,又能较好地体现出刚性的特点.。依托于对几何公差的明显的提升,使其能更好的满足中档的加工中心、精密的测量仪器的辅助轴、电子的组装设备等都能得到较好的运动的平滑性与中等的定位精度的应用。但从兼顾一定的精度与刚性表现的角度出发,对于大多数既要抵抗较大的工作负载,又需确保其运行的平稳的场合来说H2等级的支柱结构的组合方案的性价比较高。
H1 等级(精密级)
可谓其制造的水准之高、精度之好,尤以其H1等级的ABBA导轨滑块的尺寸公差的严格的控制就更为突出。以其对高精的精密度的要求,对如半导体的制造设备、高精的磨床、坐标测量机的主轴等对运动的轨迹的直线度与定位的重复性都极为敏感的场合都可作为高的精度的精密度的等级的对比标准.。凭借与较高的预压等级的配合,H1等级的精密的刚性就能较好的对付精密加工中微小的切削力与振动,确保了在微米的定位下实现了稳定的支承。
选型决策要点
根据设备的核心需求若更为强调微米的精度的定位与稳准的轨迹的跟随就应将精度的等级放在首要的考虑中将H1等级的ABBA导轨的滑块给予优先选择;若设备主要承受的就是重载、偏载且以抗变形为核心的就应将刚性的问题给予重点的去计算了通过对其所对应的滑块的规格的选择、预压的等级的给予的合理的确定等来就对其所对应的刚性的问题给予了相对的满足了,精度的等级可选择H2或H3的等级的滑块都可3。
而其对安装的基准面的平面度、平行度的要求也就相对较高了,尤其是对高精度的ABBA导轨的滑块的安装就更为苛刻了。但当设备的机加工能力有限,甚至无法达到基准的要求时,就会将过高的精度等级的滑块也“强迫”地安装上去,从而完全不能发挥其所应有的性能甚至可能因强迫的安装而提前失效。
但在洁净的良好工况下,更高的精度的ABBA导轨滑块也往往具有更稳的寿命表现。然而,在那些环境的恶劣中充满了粉尘、纤屑的场合下,我们就不仅要简单的从H1的防护等级入手就能满足的了,还需要对其对应的维护周期等多个因素的综合的评估,有时甚至将H2或H3等级的密封都加强一二可能也更为实际一些。
唯其精的导轨滑块的刚性与驱动元件(如丝杠、电机)、控制系统的匹配性才能真正地确保了精密的传动的可靠的工作。而只盲目地追求各个部件的高精度就不免使得系统的整体匹配的优化被牺牲了。
借助对ABBA导轨的精度等级的选择,就相当于在对设备的性能、制造成本与所处的使用环境之间寻找一个更为合适的平衡点。从对应的H1、H2、H3等级的标注中不难看出,其分别对应了从精密到通用的不同的人的需求层次。只有将“精度即一切”或“刚性特有”的僵化的思维定式一一打破,才能从设备的具体的工况、负载的特性出发,真正的对精度的目标作出合理的决策。通过对ABBA的合理的选用不仅能从根本上提升设备的性能, mài还能实现可靠性与经济性的“两全其美”的统一。
但对于大多数的工业应用来说,H2等级的ABBA导轨的滑块都能广泛地满足其所需要的各种用途,而在极限的精密或重型的负载的场合则需要分别侧重的对H1的高的精度或通过对H3的配合高的预压的实现高的刚性等。只有对ABBA导轨的细致的负载分析、精的的精度预算与对应的成本的全方面的评估,我们才能更好的完成ABBA导轨的滑块的科学的选型工作。
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