圖1 RUE直線導(dǎo)軌系統(tǒng)
舍弗勒滾柱直線導(dǎo)軌采用X型布置結(jié)構(gòu)，相對于O型布置具有更小的力臂，因此兩根導(dǎo)軌在平行使用時，可以有效的補(bǔ)償兩個安裝平面間的制造誤差，不會產(chǎn)生大的內(nèi)部應(yīng)力，產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力只有相同尺寸的O型布置的20%。基于以上特點和優(yōu)勢，該導(dǎo)軌在重型龍門機(jī)床中被廣泛應(yīng)用。
舍弗勒集團(tuán)直線技術(shù)事業(yè)部的主要產(chǎn)品包括：滾柱滾動體的RUE直線導(dǎo)軌系統(tǒng)（圖1），滾珠滾動體的KUVE、KUSE、KUE直線導(dǎo)軌系統(tǒng)，光軸直線系統(tǒng)，滾輪直線系統(tǒng)，滾動靴RUS和PR直線系統(tǒng)，M/V直線系統(tǒng)和直線執(zhí)行器系統(tǒng)。這些直線產(chǎn)品廣泛的應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的各個行業(yè)，下面重點介紹滾柱直線導(dǎo)軌RUE..E在重型龍門機(jī)床中的應(yīng)用。
舍弗勒集團(tuán)在1980年發(fā)明了滾柱直線導(dǎo)軌，代替了滑動導(dǎo)軌在機(jī)床上的應(yīng)用，為機(jī)床行業(yè)設(shè)定了導(dǎo)軌的新標(biāo)準(zhǔn)。在一般情況下，滾動摩擦只有滑動摩擦阻力的1/60~1/40，因此可以大大降低移動需要的能量。滾柱直線導(dǎo)軌以線接觸的圓柱滾子進(jìn)行承載，具有很高的承載能力和剛度。滾柱直線導(dǎo)軌在裝配時通過分選滾動體公差尺寸施加預(yù)緊力，客戶完全固定滑塊上的螺釘后，就可以完全實現(xiàn)預(yù)緊力，在進(jìn)行安裝時，不需要額外調(diào)節(jié)導(dǎo)軌系統(tǒng)的預(yù)緊力，大大減少了安裝工作量。滑塊采用端部和縱向完全密封，可以有效的保護(hù)滾動體，防止外界的污染；可以根據(jù)客戶應(yīng)用環(huán)境，選擇額外密封、長效潤滑單元等附件，為滑塊提供良好的保護(hù)和潤滑；滾柱直線導(dǎo)軌系統(tǒng)具有各種功能滑塊，包括阻尼滑塊、夾緊滑塊和剎車滑塊，可以提供阻尼減振、增加軸向剛度和緊急制動功能。
舍弗勒滾柱直線導(dǎo)軌采用X型布置結(jié)構(gòu)，相對于O型布置具有更小的力臂，因此兩根導(dǎo)軌在平行使用時，可以有效的補(bǔ)償兩個安裝平面間的制造誤差，不會產(chǎn)生大的內(nèi)部應(yīng)力，產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力只有相同尺寸的O型布置的20%。
圖2 大型的龍門鉆削中心示意圖
基于以上舍弗勒滾柱直線導(dǎo)軌的特點和優(yōu)勢，滾柱直線導(dǎo)軌在重型龍門機(jī)床具有廣泛的應(yīng)用，可以用于龍門機(jī)床的X軸、Y軸以及Z軸。一般情況重型龍門機(jī)床的X軸行程很長，因此需要導(dǎo)軌的長度很長，舍弗勒滾柱直線導(dǎo)軌單根長度最大為6000mm，可以進(jìn)行拼接，因此可以滿足任何長度的需求。
圖2為大型的龍門鉆削中心，三軸都采用舍弗勒的滾柱直線導(dǎo)軌，由于機(jī)床的主要功能為鉆削加工，在加工過程中X軸和Y軸都是固定不動的，只有Z軸進(jìn)行向下進(jìn)給，因此在X軸和Y軸都采用了夾緊滑塊RUKS，可以大大提高Z軸進(jìn)給時，X方向和Y方向的剛度，從而提高加工精度。舍弗勒集團(tuán)具有專門進(jìn)行導(dǎo)軌計算的軟件Bearinx，可以對導(dǎo)軌建立相關(guān)的計算模型，對導(dǎo)軌的靜載安全系數(shù)、導(dǎo)軌壽命以及導(dǎo)軌在受力時引起的切削點的變形量進(jìn)行詳細(xì)的計算，得到準(zhǔn)確的計算結(jié)果，指導(dǎo)客戶進(jìn)行機(jī)床的設(shè)計，圖2就是Bearinx建立的機(jī)床導(dǎo)軌計算模型。
圖3為龍門加工中心，X軸和Y軸采用舍弗勒的滾柱直線導(dǎo)軌。X軸供使用4根導(dǎo)軌，每個龍門柱采用2根導(dǎo)軌支撐，增加整個機(jī)床的穩(wěn)定性。Y軸采用2根導(dǎo)軌，其中上面導(dǎo)軌采用水平布置，安裝在水平面，下面導(dǎo)軌采用90°布置，安裝在豎直面，上面的導(dǎo)軌主要承受壓力方向和側(cè)方向的載荷，有利于導(dǎo)軌的承載，但是安裝較復(fù)雜；如果上下2個導(dǎo)軌都采用90°布置，都安裝在豎直面上，安裝較容易，但是上面導(dǎo)軌主要承受拉力方向和側(cè)方向的載荷，不利于導(dǎo)軌的承載。舍弗勒集團(tuán)不僅可以運用Bearinx軟件進(jìn)行導(dǎo)軌的計算，還可以對整個機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，得到機(jī)床結(jié)構(gòu)的受力和變形情況，客戶可以根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計，圖3右圖為有限元分析計算模型。
圖3 龍門加工中心示意圖
舍弗勒滾柱直線導(dǎo)軌廣泛應(yīng)用于重型龍門機(jī)床，舍弗勒不僅提供產(chǎn)品，還提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，專用軟件Bearinx進(jìn)行導(dǎo)軌的靜載安全系數(shù)、壽命以及變形的計算分析，對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元計算分析，計算結(jié)果為客戶的機(jī)床設(shè)計提供準(zhǔn)確的理論依據(jù)，指導(dǎo)客戶進(jìn)行機(jī)床設(shè)計。
