(1)轴承的轴承长度和导向性能
直线轴承根据轴承长度可分为4种类型:[1] 单衬型、[2] 双衬型、[3 ]加长型以及购买者自行设计型 [4] (采用2个单衬型的专用设计)。轴承长度差异直接关系到下面的导向性能。
a)承载性能
b)导向精度
a)轴承长度和承载性能的关系
轴承越长则轴承支撑点越多、各轴承接触点所需承载载荷越小。这一结论可根据[1] 、[2] 、[3] 种类的直线轴承长度不同,额定载荷依次增大的实际情况分析得出。
因此,选择轴承长度较长的直线轴承,能够提高产品承载性能(=寿命增长、可靠性增加)(【图1】)。
b)轴承长度和导向精度的关系
轴承长度越长,导向精度越高。
1)通过平均化导轨(轴)的导向误差,来提高产品精度(平均化效果:参照注记)(【图2】)。
2)通过减小与导轨(轴)之间的间隙误差,来提高产品精度(【图3】)。
※轴承的平均化效果:通过增大直动导轨轴承长度来增加轴承支撑数量,使导轨表面的误差因素(表面粗糙度及弯曲变形量)被平均化,误差因数的影响被抑制在一半以下。
因此通过增加轴承长度,可以提高承载性能和导向精度。所以类型 [4] (采用2个单衬型的专用设计)直线轴承常被用于某种程度的高精度工作环境下。(【图4】)
(2)导轨(轴)变形量的计算说明(【图5】)
直线轴承和轴构成的直动机构中,轴的变形量可以通过下列公式进行计算。
δ=W・a3・b3/(3・E・I・L3)
a:从支撑端点到载荷位置的距离
b: a反方向侧支撑端点到载荷位置的距离
L:轴的支撑间距
E:杨氏模量
I:截面二阶矩
I=π・d4/64≈0.05d4
d:轴直径
W:直线轴承所承受的负载 (单位N)
当a=b=L/2时,δ=W・L3/(9.6・E・d4)
由此可知
如果要减小轴的变形量,应采用加粗轴径(4倍效果)或缩短轴支撑间距(3倍效果)的设计思路。
(3)零件材质及表面处理的特征和应用例
直线轴承的构成材料、表面处理和应用例如下表。
表面处理的特性比较