支承部件

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1. 机电一体化系统对支承部件的要求
常用的支承部件主要有轴承、导轨和机身 (或基座) 等。
机电一体化系统对支承部件的要求是:精度高、刚度大、热变形小、抗振性好、可靠性高,并且有良好的摩擦特性和结构工艺性。
2.、回转运动支承
回转运动支承主要指滚动轴承、动、静压轴承、磁轴承等各种轴承。它的作用是支承作回转运动的轴或丝杠。
3. 直线运动支承
(1) 概述
直线运动支承主要指直线运动导轨副,它的作用是保证所支承的各部件(如工作台、尾座等)的相对位置和运动精度。因此,对导轨副的基本要求是:导向精度高、刚度大、耐磨、运动灵活和平稳。
机电一体化系统中常用的导轨有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。
(2)塑料导轨
是在滑动导轨上镶装塑料而成的。
常用的塑料导轨材料有以下三种:
1)塑料导轨软带
2)金属塑料复合导轨板
3)塑料涂层
(3)滚动导轨
是在作相对运动的两导轨面之间加入滚动体,变滑动摩擦为滚动摩擦的一种直线运动支承。
1)分类
a. 按滚动体形式不同分:滚珠导轨、滚柱导轨、滚针导轨

支承部件

(a)滚珠导轨 (b)滚柱导轨 (c)滚针导轨
图1 滚动导轨结构形式

b. 按滚动体的循环方式,分滚动体不循环式导轨和滚动体循环式导轨。
2) 直线滚动导轨副:由导轨和滑块组成。
3) 滚动导轨块
4) 直线运动球轴承及其导轨副
有三种结构形式:
标准型(ZX)
调整型(ZX-t)
开放型(ZX-K)

支承部件

(a)标准型 (b)调整型 (c)开放型
图2 直线运动球轴承结构形式

4. 机身
机身包括床身、立柱、底基 (基座)、支架、工作台等支承件。
特点:尺寸较大,结构复杂。
作用:支承和连接一定的零部件之间保持规定的尺寸和形位公差要求。
(1)机身结构设计
1) 保证刚度
在设计时,可从通过合理布置肋板和加强肋来提高刚度。其效果较之增加壁厚更为显著。肋板按布置形式可分为纵向肋板、横向肋板和斜置肋板三种。
2) 减少热变形
a 减少发热
b 控制温升
c 选择热变形小的结构形式
3) 提高抗振性
措施:
提高系统的静刚度
增大阻尼
调整构件的质量和自振频率
4) 良好的结构工艺性
支承件结构设计时,应同时考虑机械加工工艺性和装配工艺性。
5) 结构造型
外观造型新颖、比例协调、色彩和谐美观大方的产品将给人以美的享受。
(2)材料和热处理
机身的材料,应具有较高的强度、刚度、吸振性和耐磨性,并具有良好的铸造或焊接工艺性,还希望成本较低。
1)铸铁
铸铁熔点低、铸造性能好,易成型为各种复杂形状。
2)低碳钢板
由低碳钢板焊接接成的构件,其弹性模量比铸铁件大,在承受同样的载荷时,壁厚可以比铸件薄,因而质量小。
3)花岗石
近年来,国内外采用花岗石制造基座、支承件以及各种梁日益广泛。

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