hepcoDTS環(huán)形導(dǎo)軌和滑塊的設(shè)計(jì)和選型要點(diǎn)

 hepco/海普克環(huán)形導(dǎo)軌和滑塊定義：

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

1、產(chǎn)品特點(diǎn)

環(huán)形導(dǎo)軌屬于滾輪式導(dǎo)軌，其滑塊與導(dǎo)軌配合的橫截面如下圖：

●更快的線速度，更高的加速度：V型滾輪在滾輪V型導(dǎo)軌面的滾動，可以達(dá)到很高的線速度， 可達(dá)10m/s；加速度可達(dá)2G。

●更低的噪音：滾輪軸承的V型槽，和滾輪V型導(dǎo)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(dǎo)軌面上的平滑滾動，與滾珠導(dǎo)軌相比，可大大降低高速運(yùn)行時(shí)的噪音。

●適合從無塵到粉塵等惡劣環(huán)境的使用：滾輪中的軸承滾動體，和導(dǎo)軌面不直接接觸，同時(shí)軸承具有很好的密封性； V型滾輪通過"刮擦"運(yùn)動，把灰塵、切屑等雜質(zhì)從V型導(dǎo)軌面上刮除，保持V型導(dǎo)軌面的清潔，從而非常適合在惡劣環(huán)境下使用。而滾珠導(dǎo)軌如果工作在有灰塵、切屑等雜質(zhì)的環(huán)境中，其使用壽命會大大地縮短。

●降低了安裝基準(zhǔn)的精度要求： 一個(gè)V型滾輪，就相當(dāng)于滾珠導(dǎo)軌的一個(gè)滑塊，V型滾輪和V型導(dǎo)軌面的接觸，類似單點(diǎn)接觸；這樣就大大降低了對安裝基

準(zhǔn)面的精度要求，裝配省時(shí)省力。

●維護(hù)更換成本更低： V型導(dǎo)向滾輪導(dǎo)軌系統(tǒng)，可以單獨(dú)更換磨損了的導(dǎo)軌或滾輪，不需要全部更換；通過對偏心滾輪的調(diào)整，可方便調(diào)整并得到需要的預(yù)緊力。

●預(yù)緊隨時(shí)可調(diào)：滾輪導(dǎo)軌在裝配時(shí)，同心滾輪和偏心滾輪配合使用，可以隨時(shí)調(diào)整滾輪與導(dǎo)軌 之間的預(yù)緊力，以保證平穩(wěn)的運(yùn)行。

●更長的使用壽命： 在良好的工作環(huán)境下，滾輪壽命達(dá)到4000KM以上，加上滾輪易更換的特點(diǎn)，滾輪式導(dǎo)軌有很長的使用壽命。

2、典型軌道布局形式

直線導(dǎo)軌和圓弧導(dǎo)軌通過不同的變化組合，可以實(shí)現(xiàn)近乎無限種軌道布局形式。生產(chǎn)應(yīng)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(guī)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。

(2)矩形軌道布局。

(3)三角形軌道布局。

(4)不規(guī)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。

3、典型驅(qū)動形式

環(huán)形導(dǎo)軌主要有矩形和橢圓形兩種布局形式，而其驅(qū)動系統(tǒng)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(qū)動

同步帶式驅(qū)動為最常用、易于設(shè)計(jì)、具有性價(jià)比優(yōu)勢的驅(qū)動方式。伺服電機(jī)帶動同步輪旋轉(zhuǎn)，同步帶與滑座通過開槽式或夾持式設(shè)計(jì)連接。

(2)鏈條式驅(qū)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。

(3)螺桿式驅(qū)動

這種驅(qū)動方式的環(huán)形導(dǎo)軌特點(diǎn)是運(yùn)動速度更高，定位精度更高，實(shí)現(xiàn)快速定位。

(4)十字臂式驅(qū)動

電機(jī)置于系統(tǒng)中央，十字臂上帶有長槽，以適應(yīng)滑塊與電機(jī)驅(qū)動軸之間的距離變化。這種驅(qū)動形式的傳動機(jī)構(gòu)簡單，不同滑塊之間距離不易變動， 但電機(jī)的啟動力大。

(5)凹槽輪式驅(qū)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(zhǔn)?；瑝K上安裝有從動滾輪，滾輪與凹槽驅(qū)動輪上的開口嚙合。這種驅(qū)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

4、hepco/海普克設(shè)計(jì)和選型示例

下面以同步帶傳動的橢圓形軌道運(yùn)動系統(tǒng)為例，說明環(huán)形導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

(1)初始選擇

一般情況下，25規(guī)格的滑塊應(yīng)用于最重10KG的運(yùn)動荷載，44規(guī)格的滑塊應(yīng)用于最重20KG的運(yùn)動荷載。

(2)明確需求和工況

確定實(shí)際生產(chǎn)中的條件參數(shù)：滑塊承受荷載、工位數(shù)量（滑塊數(shù)量）、工位間距（滑塊間距）、相鄰工位移動時(shí)間（或移動速度）。

(3)選擇合適半徑大小的圓弧導(dǎo)軌

如果相鄰兩滑塊間距太小，會出現(xiàn)多于一個(gè)滑塊同時(shí)停留在圓弧導(dǎo)軌段上，這會不利于對滑塊進(jìn)行定位，所以，對于不同大小的圓弧導(dǎo)軌，存在一個(gè)推薦的滑塊間距最小值，見下表：

根據(jù)實(shí)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(dǎo)軌中心孔直徑D。

(4)選擇及計(jì)算系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)

對應(yīng)每一種規(guī)格的圓弧導(dǎo)軌，hepco/海普克推薦使用以下齒數(shù)的主動同步輪(齒型AT10）。對應(yīng)關(guān)系參考下表：

確認(rèn)了同步輪尺寸之后，就可以計(jì)算以下數(shù)值： 同步帶周長A計(jì)算公式為：A = N × S

直軌長度L（等于同步輪中心距）應(yīng)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：

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(shè)計(jì)長槽，這是為了適應(yīng)承載滑座從直線運(yùn)動變?yōu)榍€運(yùn)動時(shí)的微小偏移。

(b)夾持式連接：

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(hù)器組合件連接

該組合件帶有自動脫開功能，當(dāng)滑塊受到外力影響導(dǎo)致運(yùn)動受阻時(shí)，這種機(jī)構(gòu)可以將滑塊從驅(qū)動系統(tǒng)上脫開，避免整套設(shè)備受損。

(6)設(shè)計(jì)滑塊的定位系統(tǒng)。為了準(zhǔn)確定位，必須配備滑塊定位系統(tǒng)。

(7)hepco/海普克潤滑系統(tǒng)。

為避免過度摩擦，可選配安裝為導(dǎo)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(dǎo)軌工作面，毛氈內(nèi)側(cè)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(tǒng)的荷載能力和壽命。潤滑器上加工有注油孔，建議1個(gè)月補(bǔ)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(huán)境，其他環(huán)境下都建議安裝潤滑器，以增加系統(tǒng)壽命。

還可以在軌道上加工注油孔，以配置自動注油系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)充潤滑油。hepco/海普克可以根據(jù)客戶要求提供系統(tǒng)所需的自動注油器。

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