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                精機產品?技術報告:NSK直線導軌的鋼球通過振動

                直線導軌在滾動體(鋼球)從非負載區域通過循環引導部件運動到負載區域時,會產生一定的振動(參考圖1)。鋼球在非負載區域也就是循環孔內不承受載荷,但是在負載區域也即是導軌和滑塊之間的溝槽內時,由于提供左右方向剛度的預緊載荷和受到的外部載荷的作用下,會產生彈性變形。如果鋼球急劇地產生一個載荷變化,會是滑塊自身的姿勢產生一定的變化。這就是直線導軌的鋼球通過振動。
                圖2顯示的是鋼球及滑塊相對于被固定的導軌的運動狀態。鋼球在只移動一個鋼球徑Dw的距離時,后一個鋼球進入了負載區域,因鋼球進行并行和自傳運動的原因,滑塊此時只移動了2Dw的距離。滑塊在前進2Dw的過程中,會受到鋼球通過的影響。也就是說鋼球通過振動的間隔量是2Dw(如圖3)。

                圖1:鋼球的非承載區域和承載區域&圖2:鋼球移動量和滑塊移動量&圖3:鋼球通過振動的間距

                鋼球通過振動是由于鋼球的承載狀態發生突變而產生的,若使這種變化更順暢的話,就能夠減小鋼球通過振動。在此,NSK在滑塊的非承載區域和承載區域的連接部位旁的溝槽添加了平滑傾斜的“凸面加工”設計,使鋼球載荷的變化更加平緩,進而減小鋼球通過振動。
                以上是滑塊單體相關的內容。直線導軌很多場合下是和工作臺組合起來使用的(如圖4),組裝狀態下4個滑塊被約束在同一個平面內。因此,由于各個滑塊相互之間的干涉作用,鋼球通過振動比滑塊單體時得到了大幅度的緩和。根據實驗可知,在如圖4的組裝情況下,鋼球通過振動的振幅是單體時的1/10。同時,這種干涉作用會隨著滑塊數量的增加而更加明顯,在磨床等需極力避免振動的機械設備上,最好在1個工作臺上能使用6個以上的滑塊。
                雖然存在上述的鋼球通過振動的問題,但實際上僅僅只在圖4所示的工作臺上方500mm的位置只有0.25μm。滑動導向裝置或非循環式滾動導向裝置雖然沒有這種問題,但是卻存在爬行、滾子偏斜、滾動體的微觀滑移(滾動體單元的經時移動)等問題。

                圖4:工作臺組裝狀態
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