70. Конструкции открытых и закрытых направляющих качения. Материалы. Смазывание и защита направляющих. Расчет направляющих качения
Конструкции направляющих стандартизированы. Разновидности направляющих качения:
1) По конструкции: на роликах, шариках, подшипниках качения.
2) По способу восприятия нагрузки: открытые и закрытые.
|
|
Рис.1. Открытые. Открытые могут воспринимать нагрузку, действующую только вниз (вертикальную). |
Рис.2. Закрытые. |
Закрытые д.б. снабжены устройствами для регулировки натяга (создания предварительного натяга). Натяг служит для обеспечения требований предварительной жесткости.
Преимущества:
А) низкий коэффициент трения, потери на трение, нагрев
Б) низкие тяговые усилие
В) отсутствует эффект прилипания
Г) отсутствует всплытие на смазке
Д) отсутствуют зазоры
Е) высокая чувствительность к малым перемещениям.
Недостатки:
А) пониженная демпфирующая способность
Б) низкая площадь контакта, а значит более интенсивное изнашивание
В) сложность изготовления , а значит большая стоимость
Г) необходимость более тщательной защиты от пыли.
Для закрытых направляющих необходимо еще учитывать и силы предварительного натяга.
Материалы. Планки направляющих делаются стальными, рекомендуется применять сталь 20Х (цементация + закалка до 60-63 HRC). Длинные направляющие выполняются из набора планок. Тела качения – сталь ШХ-15. В качестве сепараторов используются металлические пластины с отверстиями прямоугольными или круглыми ( в зависимости от тел качения).
Смазка. Та же, что и для направляющих скольжения (например, циркуляционная), а также пластическая смазка, смазка масляным туманом.
Защита. Как и у направляющих скольжения.
Защита и смазка направляющих. Долговечность направляющих зависит от условий эксплуатации, попадания стружки, абразива. Для этого используются следующие защитные устройства: 1) Обычные щитки; 2) Телескопические щитки; 3) Щитки в виде гармоники.
1). Применяются для защиты короткого участка.
2
).
Когда необходимо защитить всю направляющую,
применяются телескопические щитки.
Такие щитки защищают от попадания стружки.
3) Для защиты от попадания пыли.
Материалы: резинотканые, стеклоткань. Для защиты боковых поверхностей используется уплотнение в виде пластин, войлочных уплотнений и др.
Смазка может осуществляться различными способами:
Ручная смазка: направляющие очищены от стружки, отерты и мазаны.
Ц иркуляционная смазка – осуществляется системой, включающей насос, емкость для сбора масла, фильтры.
Расчет направляющих качения – включает проверку на контактную прочность, а для прецизионных станков – и на контактную жесткость.
1.) Проверка на контактную прочность. Определяется допускаемая нагрузка на одно тело качения:
-
для ролика,
-
для шарика,
-
условные контактные напряжения. При
невысокой точности изготовления планок
надо уменьшить на 20-30%.
.
2.) Расчет на контактную жесткость. Определяются приконтактные деформации, т.е. упругие перемещения δ. Рис.х.
К
рисунку:
;
.
Где С – коэффициент податливости, q
– погонная нагрузка (нагрузка на единицу
длины), p
– нагрузка на один шарик.
Для
снижения δ необходимо создать
предварительный натяг. Жесткость
роликовых направляющих близка к жесткости
направляющих скольжения, а при
предварительном натяге она м.б. даже и
больше. Жесткость шариковых направляющих
в 2-3 раза меньше роликовых. На жесткость
и δ – существенно влияет точность
изготовления направляющих, т.е. погрешности
вызывают неравномерные нагрузки. При
конструировании направляющих определяют
диаметр и число z
тел качения. При этом в одном ряду z
должны составлять z=12-16.
z
и d
связаны. Для шариков:
,
где G
– сумма действующих весов.