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精机产品・技术报告:NSK直线导轨轨道的设计与特点

1. 采用哥特式沟道

NSK直线导轨的球轨道沟槽为哥特式圆弧形状(图1)。将测定滚子固定于沟道面,经测量沟槽间隔W以及沟道与基准面的距离H,就能高精度且方便地测得轨道面的位置精度。与此相反,圆弧沟槽时,却很难讲测定滚子固定(图2)。

2. 哥特式沟道也能减少差动滑动的设计

一般的哥特式沟道中,通过向有四个圆弧所围成的空间内压入钢球来施加预紧力(图3)。这时,球与沟道的接触为四个椭圆面,在这个面上最大旋转直径D2和最小旋转直径D1的差过大,就会引起由差动滑动引起的滑动抵抗增加的缺点。
在NSK的设计中,哥特式沟道的螺纹间距与导轨和滑块之间存在微小间隙量d(图4)。因此,中等程度的预紧状态下,会产生如图5的两面接触,并不会成为图3那样的差动滑动状态。当被设定为高预紧时,派生出微小的接触椭圆成为四面接触(图6)。这些微小的接触椭圆具有如下效果。

3. 摩擦吸收振动

过去切削系的机床采用滑动导轨,这是因为滑动摩擦对振动有良好的吸收性所致。NSK的直线导轨通过控制d的量和预紧量来控制所派生的微小的接触椭圆所产生的摩擦力的大小,进而可拥有与滑动导轨相近的振动吸收性。

图1:哥特式沟道 & 图2:圆弧沟道