Линейные направляющие: Углубленный взгляд на выбор и применение

I. Введение в линейные направляющие

Линейные направляющие, также известные как направляющие скольжения, линейные рельсы или линейные ползуны, поддерживают и направляют движущиеся компоненты в возвратно-поступательном линейном движении вдоль заданного направления.

При одинаковом размере движущихся компонентов они имеют более высокую номинальную нагрузку и точность перемещения, чем линейные подшипники, и при этом способны выдерживать определенную крутящую нагрузку.

Как показано на рис. 1 и 2, линейные направляющие могут использоваться для перемещения тяжелых грузов в горизонтальном пространстве, точного позиционирования и точного перемещения в вертикальном пространстве. Они обеспечивают надежное перемещение в небольших пространствах и находят широкое применение в станкостроении, электронике, медицине и робототехнике.

Как показано на рисунке 3, линейная направляющая состоит из направляющих, ползунов, шарикоподшипников, шариковых фиксаторов и рециркуляционных канавок. Основной принцип заключается в том, что стальные шарики циркулируют по структуре рециркуляционных канавок и шариковых фиксаторов, тем самым обеспечивая линейное движение ползуна по направляющей с низким коэффициентом трения.

Основные характеристики линейной направляющей:

Такая структура определяет следующие основные характеристики линейной направляющей:

• Благодаря точечному поверхностному контакту сопротивление трения невелико, что обеспечивает тонкое перемещение и высокоточное позиционирование управляющих устройств.
• Поскольку шарикоподшипники имеют собственные канавки качения, сила, действующая на вращающуюся поверхность, рассеивается, поэтому они имеют большую допустимую нагрузку.
• Линейная направляющая не выделяет тепла при трении и устойчива к тепловой деформации, что делает ее пригодной для высокоскоростного движения.
• Угол контакта каждого ряда шарикоподшипников обычно составляет 45 градусов, поэтому четыре направления действия (радиальное, обратное радиальное и боковое) на ползун имеют одинаковую номинальную нагрузку.

II. Классификация линейных направляющих

В зависимости от различных нагрузок их можно разделить на миниатюрные, средние и тяжелые.

Поскольку линейные направляющие в основном передают нагрузку через шарикоподшипники, разница между миниатюрными, средними и тяжелыми типами заключается главным образом в количестве рядов шариков.

Как показано на рисунках 4 и 5, миниатюрные линейные направляющие обычно имеют 2 ряда стальных шариков с 4 точками контакта с поверхностью рельса, что делает их компактной конструкцией.

Средние и тяжелые линейные направляющие обычно имеют 4 ряда стальных шариков, что повышает их несущую способность. Базовая динамическая номинальная нагрузка миниатюрных линейных направляющих обычно не превышает 10 кН, в то время как у направляющих средней и большой грузоподъемности она может достигать 80 кН.

Линейные направляющие классифицируются по ширине колеи, ширине и длине ползунов, следующим образом:

Линейные направляющие классифицируются следующим образом в зависимости от ширины рельса, ширины и длины ползуна:

III. Сценарии использования широких путеводителей

Соотношение общей высоты и ширины колеи стандартных направляющих составляет около 1,1, а широких - около 0,65. Общая высота широких направляющих на 40% меньше, чем стандартных. Поэтому в ситуациях, когда высота ограничена, наиболее подходящими являются широкие направляющие; и наоборот, при ограничении ширины используйте стандартные направляющие.

С другой стороны, при меньшем соотношении высоты и ширины статически допустимый крутящий момент широких гусениц более чем в два раза выше, чем у стандартных гусениц. Их жесткость значительно увеличивается, что делает их идеальными для конструкций со смещенным центром тяжести.

Сценарии использования широких слайдеров:

Широкие слайдеры и стандартные слайдеры имеют одинаковые базовые номинальные нагрузки и статический допустимый крутящий момент. Однако крепежные болты на широком слайдере больше, чем на стандартном, что увеличивает прочность крепления.

Сценарии использования для слайдеров различной длины:

После выбора гусеницы решение о том, какой длины использовать ползуны, принимается в основном исходя из того, что чем длиннее ползун, тем больше базовая номинальная нагрузка и статический допустимый крутящий момент.

IV. Обзор размеров линейных направляющих

Категория	Типы слайдеров	Характеристики	Номер продукта	Длина рельса (мм)	Номинальная динамическая нагрузка (KN)	Ширина ползунка W (мм)	Длина ползунка L (L1) (мм)	Высота ползунка K (мм)	Цена
Микро тип	Стандартный тип	Самый базовый тип в отрасли - стандартные технические характеристики, широкий выбор размеров и высокое соотношение цены и качества.	Микролинейная направляющая Misumi стандартного ползункового типа (рекомендуется)	25~700	0.3~5.2	12~40	17.4~50	4.5~15	￥176+
			THK micro, SRS тип слайдер вариант M	50~630	2.69~6.66	20~32	30.8~43	8.5~13.3	￥289+
	Короткий тип	По сравнению со стандартным типом слайдера, он может быть уменьшен в объеме на 20%.	Микролинейная направляющая Misumi с коротким ползунком	35~670	0.79~3.08	17~32	19.6~32.7	65~12	￥1788+
	Расширенный тип	По сравнению со стандартными изделиями, размер болтов увеличивается, а прочность крепления повышается.	Микро линейная направляющая Misumi, расширенная стандартного типа	35~700	0.9~5.2	24~54	23.6~50	6.5~15	￥203+
	Расширенный тип	По сравнению со стандартным ползунковым типом, он имеет более высокую номинальную нагрузку и допустимый крутящий момент.	Микролинейная направляющая Misumi, удлиненный тип	40~700	0.6~7.2	12~40	21~67.7	4.5~15	￥172+
	Расширенный и удлиненный тип	Размер болта увеличивается, что повышает прочность крепления. Кроме того, он имеет более высокую номинальную нагрузку и допустимый крутящий момент по сравнению со стандартным ползунковым типом.	Микролинейная направляющая Misumi, расширенный и удлиненный тип	40~700	1.6~7.2	24~54	32~67.7	6.5~15	￥265+
	С отверстием для фиксации	Это позволяет эффективно сократить время сборки оборудования и упростить повторное позиционирование.	Микролинейная направляющая Misumi с отверстием для фиксации, тип короткого ползунка	35~670	0.79~3.08	17~32	19.6~32.7	6.5~12	￥234+
			Микролинейная направляющая Misumi с отверстием для фиксации, стандартный ползунковый тип	35~700	0.9~5.2	17~40	23.6~50	6.5~15	￥244+
	Рельсы расширенного типа	По сравнению со стандартными изделиями, размер болтов увеличивается, что приводит к повышению прочности крепления.	Микро линейная направляющая Misumi, расширенный тип, ползун расширенный тип	50~670	1.4~5.8	36~74	31.1~55	7~13	￥246+
			THK micro, SRS тип слайдера вариант WM	50~630	3.29~9.12	30~60	39~55.5	9.1~13.3	￥327+
	Устойчивость к высоким температурам	Его можно использовать в средах с максимальной температурой 150℃.	Микролинейная направляющая Misumi, термостойкая	35~670	0.79~5.8	17~32	19.6~58.3	6.5~12	￥268+
Сверхмощный тип	Стандартный тип	Используется для высокоточного позиционирования, высоких нагрузок и высокочастотного привода.	Сверхпрочная линейная направляющая Misumi со смоляным фиксатором	220~1960	16.3~35.5	44~90	69.8~98.6	25~33	￥1021+
		Этот продукт THK имеет стандартный мировой размер и обладает автоматической возможностью самовыравнивания, обеспечивая превосходную долговечность.	THK, вариант задвижки типа HSR R	64~1960	8.33~50.2	34~70	56.6~134.8	23.3~47.5	￥370+
		Этот продукт THK имеет стандартный для всего мира размер и обладает возможностью автоматического самовыравнивания. Он отличается низким центром тяжести и высокой жесткостью.	THK, вариант ползунка типа SHS V	71~1960	14.2~72.9	34~70	64.4~152	21~40.5	￥373+
		Он имеет контактную конструкцию со стальными шариками и обладает высокой несущей способностью в радиальном направлении, что делает его пригодным для горизонтальной установки.	THK, SSR тип слайдера вариант XW	64~1960	14.7~31.5	34~48	56.9~83	19.5~26.2	￥379+
		Он оснащен встроенной системой без смазки, обеспечивающей высокую точность, низкий коэффициент трения и низкие эксплуатационные расходы.	ABBA, серия BR, вариант слайдера R0	80~2200	8.5~48	34~70	66~134.8	28~55	￥167+
			Серия ABBA, BR (с фланцем резьбового типа)	80~2200	8.5~48	47~100	66~134.8	24~48	￥172+
			Серия ABBA, BR (без фланца с резьбой)	80~2200	8.5~48	34~70	66~134.8	28~55	￥167+
	Короткий тип	По сравнению со стандартным типом слайдера он может быть уменьшен в объеме на 20%.	THK, SSR тип ползунка вариант XV	47~1960	9.1~21.7	34~48	40.3~60	19.5~26.2	￥328+
			Серия ABBA, BR вариант слайдера SU (короткий тип без фланца с резьбой)	80~2200	5.2~12.5	34~48	47.6~62.5	24~33	￥151+
	Расширенный тип	Размер болта увеличивается, что приводит к повышению прочности крепления. Кроме того, он имеет более высокую номинальную нагрузку и допустимый крутящий момент по сравнению со стандартным ползунковым типом.	THK, задвижка типа HSR, вариант A	64~1960	8.33~50.2	47~100	56.6~134.8	19.3~40.5	￥334+
			THK, задвижка типа HSR, вариант B	64~1960	8.33~50.2	47~100	56.6~134.8	19.3~40.5	￥335+
		Этот продукт THK имеет стандартный для всего мира размер и обладает возможностью автоматического самовыравнивания. Он отличается низким центром тяжести и высокой жесткостью.	THK, вариант слайдера типа SHS C	71~1960	14.2~72.9	47~100	64.4~152	21~40.5	￥155+
	Расширенный тип	По сравнению со стандартным ползунковым типом, он имеет более высокую номинальную нагрузку и допустимый крутящий момент.	Серия ABBA, BR вариант слайдера LR (без фланца с резьбой)	80~2200	8.5~48	34~70	66~134.8	28~55	￥235+
	Расширенный и удлиненный тип	Размер болта увеличивается, что повышает прочность крепления. Кроме того, он имеет более высокую номинальную нагрузку и допустимый крутящий момент по сравнению со стандартным ползунковым типом.	THK, вариант слайдера типа HSR LB	64~1960	8.33~50.2	47~100	56.6~134.8	19.3~40.5	￥421+
	С отверстием для фиксации	Это позволяет эффективно сократить время сборки оборудования и упростить повторное позиционирование.	Линейная направляющая Misumi средней грузоподъемности	100~1960	5~11.7	34~48	41~92.6	20~26.5	￥484+