線性滑軌相關知識線性滑軌的選定步驟
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線性滑軌的選定步驟
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線性滑軌的選定步驟:
線性滑軌的選定步驟流程圖
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線性滑軌的選定步驟
線性滑軌的優點及特性: ■ 1-1-1 高定位精度由於線性滑軌移動時摩擦力非常小，屬於滾動摩擦，只需極小的動力即可驅動平台，因為摩擦力小，故而摩擦所產生的熱極小，相較於傳統的滑動方式，可大幅降低運行軌道接觸面的磨損，能長時間維持高定位精度、行走精度與低磨損。 ■ 1-1-2 高剛性 由於滑軌與軌道採用四方向等負荷設計，故對於來自於各方向之負荷，都須具有足夠的抵抗強度，且具備自動調心之能力，可允許較大的安裝誤差使加工較容易，並可施予足夠的預壓量以獲得高剛性。 ■ 1-1-3 保養維護容易相較於傳統的滑動系統，均有對於運行的軌道面進行鏟花或研磨的動作，因滑動所產生的磨耗往往使得機台一段時間就必須重新鏟花或研磨，曠日費時且成本極高，線性滑軌具有互換性，若進行更換或維修即可恢復機台之正常運作。 ■ 1-1-4 高速性因滑塊與軌道及鋼珠採用滾動的點接觸，故摩擦係數極小且不易生熱，而僅需極小之動力即可驅動機台運行，因為所需的驅動力小且功率消耗又低，故較滑動裝置更適合於高速運行之場合使用。 無間隙高機械效率 如上圖所示，鋼珠每旋轉一周僅由內側接觸圓的周長（πd1）與外側接觸圓的周長（πd2）之差產生了滑動（這種滑動稱為差動滑動），這兩者之差如增大，鋼珠則邊滑動，摩擦係數會增大數十倍，因而摩擦阻力急遽增大。因此，即使在加有預壓方式或工作負荷時，鋼珠在負荷方向以兩點接觸，d1與d2 相差極小，因而差動滑動小，進而可以得到很好的滾動運動，提高效率。
公稱代號
TR 系列現配型公稱代號: TR 系列分為單出型及現配型兩種，兩者的規格尺寸相同，其最主要差異點在於現配型由 TBIMOTION原廠依客戶訂單裁切滑軌、裝配滑塊出貨，其組合精度可達到超高精度；而單出型之滑塊、滑軌則可單獨出貨，在使用上較為便利，但其組合精度無法達到超高精度。TBI MOTION在製程品質上有嚴格的控管，單出型之組合精度目前已達世界級的水準，對於不需配對安裝線性滑軌的客戶而言是相當便利的。 現配型線性滑軌組型號 : 單出型滑塊公稱代號: 單出型滑軌型號 :
安裝面容許誤差
安裝面建議容許誤差: TR 系列線性滑軌 4 方向等負載設計，擁有絕佳自動調心能力，即使安裝面稍微歪斜或誤差，仍然能夠獲得輕快流暢的直線運動。以下為 TR 線性滑軌安裝面最大誤差容許值。
使用注意事項
線性滑軌使用注意事項: 拿取(1) 滑塊及滑軌在傾斜後可能因本身重量而落下，請小心注意。(2) 敲擊或摔落滑軌，即使外觀看不出破損，但可能造成功能上的損失，請小心注意。(3) 請勿自行分解滑塊，因可能導致異物進入或對組裝精度造成不利之影響。 潤滑(1) 請先擦拭防鏽油後再注入潤滑油 ( 脂 ) 使用。(2) 請勿將不同性質之潤滑油 ( 脂 ) 混合使用。(3) 採用潤滑油潤滑時，會因不同安裝方式而異，請先與漢意業務專員聯絡。 使用直線運動系統時進行良好潤滑是很有必要的。如果沒有給油就使用，運動部份的摩擦會增加，並有可能成為縮短壽命的主要原因。 潤滑劑有如下使用：(1) 減少各運動部份的摩擦，防止溫度升高而降低磨損。(2) 在滾動面形成油膜，緩和表面應力，延長滾動疲勞壽命。(3) 將金屬表面用油膜覆蓋，防止生鏽。※直線運動系統即使裝有密封墊片，內部的潤滑油在運行過程中會一點點地往外滲出，因此有必要根據使用條件適當的時間間隔進行給油。 潤滑劑的種類直線運動系統的潤滑劑，主要有潤滑脂和滑動面用油。對潤滑劑的性能通常有下列要求：(1) 油膜強度高。(2) 摩擦小。(3) 出色的耐磨損性。(4) 出色的熱穩定性。 (5) 沒有腐蝕性。(6) 出色的防鏽性。(7) 粉塵和水份少。(8) 即使反覆攪拌，潤滑脂的稠度也不會發生太大的變化。 使用條件(1) 使用環境溫度請勿超過80℃，瞬間溫度請勿超過 100℃。(2)特殊環境下使用，例如：經常性振動、高粉塵、高低溫…，請先與TBI MOTION業務專員聯絡。 存放儲放線性滑軌時請確實塗上防鏽油，再封入指定的封套中並採水平放置，且避免高低溫差及高度潮濕易變質的環境中。
負荷與壽命
負荷與壽命: 使用直線系統時，在決定及選擇各產品的規格與型號，會依據使用條件，對負荷量壽命進行計算。負荷量的驗算，是利用基本額定靜負荷 (CO)，求出靜安全係數，而壽命的驗算是利用基本額定動負荷 (C) 來計算額定壽命，再依據這些數據來判定直線系統所選擇的型號是否適合需求。直線系統的壽命是根據在滾動面或滾動體上，由於循環時力的作用，使材料產生因疲勞所發生的表面剝落 ( 金屬表面的魚鱗狀剝落 ) 時所運行的總距離。基本額定負荷 (CO)：直線運動系統的基本額定負荷有二種，一種是確定靜態容許負荷極限稱為基本額定靜負荷 (CO)，另一種是計算使用壽命時所必須使用到的基本額定動負荷 (C)。 基本額定靜負荷 (CO) 的定義 直線系統靜止或低速運動的狀態下，承受到過大負荷或受到衝擊負荷情況時，在滾動面或滾動體之間會發生局部的永久變形，這永久變形量若超出某個極限時，就會影響整個直線系統及影響運行的順暢性。基本額定靜負荷就是依產生最大應力之接觸面，使滾動體與滾動面的永久變形量之總和達到滾動體直徑成為萬分之一倍時，在直線系統中是以徑向負荷來定義；因此，基本額定靜負荷被當作所容許負荷的極限值。 基本容許靜力矩 (MX, MY, MZ) 線性滑軌承受施加作用力矩時，使線性滑軌發生軌道溝槽及鋼珠的永久變形，當永久變形量達到鋼珠直徑的萬分之一時，我們稱這種作用力矩為滑座的基本容許靜力矩。而 MX、MY、MZ為在線軌 X、Y、Z 三個軸向的值。靜態安全係數 fS直線系統在靜止或運動中振動、衝擊、啟動或停止所引起的慣性力作用，均會作用在直線運動系統上，對於這樣的負荷，靜態安全係數是必須被考慮到的。靜態安全係數 fs 是依據直線系統負荷能力【基本額定靜負荷(Co)】，作用在直線系統的負荷多少倍來表示。如上式所示：計算作用在導軌上的負荷有壽命計算時，平均負荷與計算靜態安全係數時所需的最大負荷，特別是啟動停止很激烈的場合，或切削負荷作用的場合及懸臂負荷所引起的大力矩作用的場合等，有時會產生意想不到的大負荷，( 不管是啟動或停止 ) 是否適合，下表表示靜態安全係數之基準值。 fS: 靜態安全係數CO : 基本額定靜負荷 ( 徑向方向 ) (N)COL : 基本額定靜負荷 ( 反徑向方向 ) (N)COT : 基本額定靜負荷 ( 橫方向 ) (N)PR : 計算負荷 ( 徑向方向 ) (N)PL : 計算負荷 ( 反徑向方向 ) (N)PT: 計算負荷( 橫方向 ) (N)fh: 硬度係數 ( 圖 1.3.2)ft: 溫度係數 ( 圖 1.3.3)fc: 接觸係數 ( 表 1.3.2) 額定壽命 (L) 即使同一批製造出來的產品，在相同的條件下運動，直線運動系統的壽命也會有些許的差異。因此，為了確定直線運動系統的壽命，一般使用下列定義的額定壽命。所謂的額定壽命 (L) 是指一批相同規格的直線運動系統在同樣的條件下運動時，其中的 90%不產生表面疲勞剝落的現象所能行走的總運行距離，當直線運動系統承受負荷並運動時，為計算其壽命，要使用基本額定動負荷。 基本額定動負荷 (C) 所謂的基本額定動負荷 (C)，是指一批相同規格的直線運動系統在同樣條件下運動時，當其滾動體為鋼珠時，其額定壽命為 50km，而其滾動體為滾柱時，額定壽命為 100km，方向和大小都不變的負荷。 壽命計算 尋求直線系統定額壽命(L)，基本動定額荷重 (C) 和負荷荷重 (Pc)，請按下式計算。 滑軌的壽命按下式計算： ( 一批相同規格的滑軌在相同條件下分別運行，其中的 90% 不發生表面疲勞剝落的現象所能行走的總運行距離 ) 【fc : 接觸係數】將滑塊緊靠運作時，受力矩或安裝精度之影響，難以讀取均勻的負荷分佈；因此，複數的滑塊靠緊使用時，請將基本額定負荷 (C)、(Co) 乘以下面的接觸係數。 【fw : 負荷係數】通常作往復運動的機械在運轉中大都伴隨著振動或衝擊，特別是高速運轉時產生的振動或者經常反覆啟動停止時的衝擊等，全部正確地算出是很困難的。因此，速度、振動的影響很大時，請用以下根據經驗所得到的負荷係數除以基本額定動負荷 (C)。 範例 :有一工作母機使用線性滑軌，假設使用的滑塊型號為 TRH30FE( 基本額定靜負荷為 C0=88.329kN，基本額定動負荷 C = 47kN)，若滑塊承受的負荷 Pc 為 2614N，則其以行程計算的額定壽命為： 其中接觸係數 fC 因使用一個單獨的滑塊，故 fC = 1，負荷係數 fW 假設速度不高，在 0.25~1m/s 之間，則 fW = 1.5操作溫度在 100 度以下，故 fT = 1另導軌硬度在 58~62HRC，硬度係數 fH = 1 因此 L = 86,112km故該線性滑軌的額定壽命以行程計為 86,112km 又如設：行程長度 = 3000mm每分鐘往返次數 4 次 (min-1) 額定壽命為 86,112km，每段行程為 3m(3000mm)，即一個往返為 6m，故 86,112x1000/6=14,352,000 個往返 每分鐘往返次數 4 次，經 14,352,000 個往返歷時：14,352,000/4=3,588,000 分鐘 =59,800 小時故該線性滑軌的額定壽命以時間計為 59,800 小時 壽命時間的換算 Lh: 依使用速度及頻率將壽命距離換算出壽命時間。 Lh : 壽命的時間 L : 壽命 (km)Ve : 運行速率 (m/min) C/P : 負荷比 註 : 壽命是根據環境及使用條件而有所不同，請務必評估確認客戶使用環境，使用係數請參照壽命計算式環境系數。 範例一 :有一工作母機使用線性滑軌，計算之額定壽命為45000km，求使用壽命 (hr)已知 :LS: 行程長度 = 3000 mm (mm)N1 : 每分鐘往返次數 4 次 (min⁻¹) 範例二 :有一工作母機使用線性滑軌，計算之額定壽命為71231.5km，求使用壽命 (year)已知：LS: 行程長度 = 4000 mm (mm)N1 : 每分鐘往返次數 5 次 (min⁻¹)MS : 每小時運作 60 分鐘 (min/hr)HS : 每日運作 24 時 (hr/day)DS : 每年運作工作日數 360 日 (day/year)
滑軌滑塊形式
線性滑軌系列型式: 為滿足客戶機器對產品不同的需求，除了世界標準的 TR 系列外，更研發出自潤式高防塵的 TR 系列配件以適合高汙染的環境使用；微小型 TM系列則適用於小型機械及半導體產業等。 TR 系列型式 滑塊型式區分為無法蘭及有法蘭型，其規格和組合高度如下表所示： 滑軌型式 除了一般上鎖式螺栓孔外，漢意亦提供下鎖式螺栓孔滑軌，方便客戶安裝使用。
滑塊防塵選配及特性
強化防塵／自潤式線性滑軌: 強化型端防塵特性 (1) 強化刮刷功能：從以往單層刮刷更改為雙層刮刷，降低異物侵入數量。(2) 強化硬度：端防塵鐵片經過熱處理，加強硬度，可加強抵抗滑塊衝擊力。(3) 特殊環境選用：如粉塵 ( 高污染 ) 環境，可配合雙端防塵，可達到更佳防塵效果。(4) 延長使用壽命：強化防塵可有效阻隔異物進入滑塊本體，有效的解決因異物進入而導致的損壞問題。 金屬強化刮板特性 加裝金屬強化刮板可有效隔離加工時產生的火花及高溫鐵屑，亦可排除大體積雜質。 自潤式線性滑軌 - 高分子儲油材質配件 自潤式高分子儲油材質配件是在端蓋與防塵片之間備有可拆換式高分子儲油材質配件，藉由高分子儲油材質配件可潤滑滑軌珠槽，無需加裝油線管路即可提供滑軌運行時所需潤滑油脂。其構造如下圖 2.2.11 所示： 範例WZ( 強化雙端防塵+下防塵+上防塵+高分子儲油材質配件 ) 線性滑軌系列特性表 防塵／配件 若有下列防塵配備需求時，請於產品型號後面加註代碼。另有金屬端蓋、防塵鋼帶等，如您若有需求，請與漢意業務專員連絡洽詢。 標準配件 : 端防塵及下防塵防止加工鐵屑或塵粒進入滑塊裡面而破壞珠溝表面，降低線性滑軌壽命。 選配配件 : (1)上防塵:有效防止粉塵從滑軌上表面或螺栓孔處進入滑塊內部。(2)雙端防塵:加倍刮屑效果，即使在重切削加工環境中，異物仍可被排除在滑塊之外。(3)強化端防塵:加強端防塵效果，適用於高污染作業環境下。(4)金屬強化刮板特性:隔離加工火花及高溫鐵屑，亦可排除大體積雜質。(5)高分子儲油材質配件:加裝此配件可對行走珠溝進行潤滑之作用，增加其行走壽命，適用範圍為輕負載的作業環境下使用。(6)油箱:加裝油箱可進行長效潤滑。 防塵滑軌 一般切削工具機使用線性滑軌定位時，由於滑軌沉頭孔易累積切削及異物，異物藉由沉頭孔處進入滑塊內部時，易造成滑塊循環的阻塞，進而嚴重縮短線性滑軌壽命。 孔塞防塵法如下圖一所示，滑軌產生切削或異物時，多數會被滑塊端防塵排除，少數會累積在滑軌沉頭孔附近，滑軌孔塞的功用就是遮蔽沉頭孔以避免異物進入，安裝滑軌就定位後將孔塞對準沉頭孔，使用塑膠平板墊平，再以塑膠槌輕敲即可。 反鎖式線性滑軌 ，反鎖式線性滑軌與一般線性滑軌除了固定方式不同外，反鎖式線軌不具備沉頭孔，故不會累積落塵與切屑。(如下圖 2.2.15 所示。)
預壓與剛性
預壓與剛性: 徑向間隙 滑軌的徑向間隙是指：軌道固定時，在其長度方向的中央部，將滑塊輕輕地作上下移動，這時滑塊中央部的徑向移動量。 徑向間隙一般分為五種：ZF 微間隙、Z0 零預壓、Z1 輕預壓、Z2 中預壓、Z3 重預壓。可根據用途擇，各種型式的間隙值都已規格化。 滑軌的徑向間隙對運行精度、耐負荷性能及剛性都有明顯的影響，因此根據用途適當的選擇間隙是很重要的。一般考慮到因往復運動而產生的振動、衝擊，選擇負間隙、對使用壽命及精度等都會帶來好的效果。 預壓 所謂預壓(Preload)，其目的是為了增大滑塊的剛性，消除間隙等預先給轉動體施加的內部負荷，滑軌的間隙記號 ZF、Z0、Z1、Z2 和 Z3 表示施加預壓 (Preload) 後間隙值為負數。另外，滑軌因在出廠前已全部按指定的間隙調整好了，所以不需要再調整預壓。應根據各式各樣的條件來選擇最合適的間隙，選擇時請與漢意聯繫。 預壓大小與壽命之關係在滑軌中施加預壓 ( 中預壓 ) 使用時，因滑塊中事前作用了內部負荷，有必要考慮預壓負荷進行壽命計算，另外在確定型號後，決定預壓負荷時請與漢意聯繫。 剛性 滑軌承受負荷時，鋼珠或滑塊、軌道等在容許負荷範圍內產生彈性變形，這時的變位量與負荷之比率就是剛性值，滑軌隨著預壓量的增加，剛性也隨之增加，下圖中表示 ZF~Z0 間隙、Z1間隙與 Z2 間隙時剛性值的差別；由圖可知，對於四方向等負荷來講，預壓的效果能保持外部負荷增大到預壓負荷約 2.8 倍時為止。
