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HIWIN直線(xiàn)導軌

HIWIN直線(xiàn)導軌系列

HIWIN直系為一種滾動(dòng)導引，借由鋼珠在滑塊與導軌之間作無(wú)限滾動(dòng)循環(huán)，負載平臺能沿著(zhù)導軌輕易地以高精度作線(xiàn)性運動(dòng)。與傳統的滑動(dòng)導引相比較，滾動(dòng)導引的摩擦系數可降低至原來(lái)的1/50，由于啟動(dòng)地摩擦力大大減少，相對的較少無(wú)效運動(dòng)發(fā)生，故能輕易達到μm級進(jìn)給及定位。再加上滑塊與導軌間的束制單元設計，使得直線(xiàn)導軌可同時(shí)承受上下左右等各方向的負荷，上述陳列特點(diǎn)并非傳統滑動(dòng)導引所能比擬，因此機臺若能派和滾珠螺桿，使用直線(xiàn)導軌作導引，必能大幅提高設備精度與機械效能。

HIWIN直線(xiàn)導軌的特點(diǎn)及選用編輯

HIWIN直線(xiàn)導軌的特點(diǎn)

定位精度高

使用直線(xiàn)導軌作為線(xiàn)性導引時(shí)，由于直線(xiàn)導軌的摩擦方式為滾動(dòng)摩擦，不僅摩擦系數降低至滑動(dòng)導引的1/50，動(dòng)摩擦力與靜摩擦力的差距亦變得很小。因此當床臺運行時(shí)，不會(huì )有打滑的現象發(fā)生，可達到μm級的定位精度。

磨耗少能長(cháng)時(shí)間維持精度

傳統的滑動(dòng)導引，無(wú)可避免的會(huì )因油膩逆流作用造成平臺運動(dòng)精度不良，且因運動(dòng)時(shí)潤滑不充分，導致運行軌道接觸面的磨損，嚴重影響精度。而滾動(dòng)導引的磨耗非常小，故機臺能長(cháng)時(shí)間維持精度。

適用高速運動(dòng)且大幅降低機臺所需驅動(dòng)馬力

由于直線(xiàn)導軌移動(dòng)時(shí)摩擦力非常小，只需較小動(dòng)力便能讓床臺運行，尤其是在床臺的工作方式為經(jīng)常性往返運行時(shí)，更能明顯降低機臺電力損耗量。且因其摩擦產(chǎn)生的熱較小，可適用于高速運行。

可同時(shí)承受上下左右方向的負荷

由于直線(xiàn)導軌特殊的束制結構設計，可同時(shí)承受上下左右方向的負荷，不像滑動(dòng)導引在平行接觸面方向可承受的側向負荷較輕，易造成機臺運行精度不良。

組裝容易并具互換性

組裝時(shí)只要銑削或研磨床臺上導軌之裝配面，并依建議之步驟將導軌、滑塊分別以特定扭力固定于機臺上，即能重現加工時(shí)的高精密度。傳統的滑動(dòng)導引，則須對運行軌道加以鏟花，既費事又費時(shí)，且一旦機臺精度不良，又必須再鏟花一次。直線(xiàn)導軌具有互換性，可分別更換滑塊或導軌甚至是直線(xiàn)導軌組，機臺即可重新獲得高精密度的導引。

潤滑構造簡(jiǎn)單

滑動(dòng)導引若潤滑不足，將會(huì )造成接觸面金屬直接摩擦損耗床臺，而滑動(dòng)導引要潤滑充足并不容易，需要在床臺適當的位置鉆孔供油。直線(xiàn)導軌則已在滑塊上裝置油嘴，可直接以注油槍打入油脂，亦可換上專(zhuān)用油管接頭連接供油油管，以自動(dòng)供油機潤滑。

HIWIN直線(xiàn)導軌的選用

使用條件設定

○ 應用之設備 ○ 行程

○ 內部空進(jìn)之限制 ○ 運行速度、加速度

○ 精度之要求 ○ 使用頻率

○ 剛性之要求 ○ 使用環(huán)境

○ 負荷方式 ○ 要求壽命年限

選用系列產(chǎn)品

○ HG系列：磨床、銑床、車(chē)床、鉆床、綜合加工機、放電加工機、搪床、線(xiàn)切割機、精密量測儀器、木工機器、搬運機器、運送裝置、CNC加工機。

○ EG系列：產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化機器、半導體機械、雷射雕刻機、包裝機器。

○ MGN/MGW系列：印表機、機器手臂、電子儀器設備、半導體設備。

選用精度等級

○ C,H,P,SP,UP等級視設備精度要求而定

假定滑塊尺寸及數目

○ 依經(jīng)驗選用

○ 負荷狀態(tài)

○ 若與滾珠螺桿配合使用，則使用之直線(xiàn)導軌規格與螺桿外徑相似，如螺桿外徑為35mm則選用HG35規格

計算滑塊最大負荷

○ 參照負荷計算例計算單個(gè)滑塊最大等效負荷

○ 確認選用之直線(xiàn)導軌靜安全系數應超過(guò)靜安全系數使用表所列之值

選擇預壓力

○ 依剛性要求及安裝面精度選用

確認剛性

○ 參照剛性表計算變形量

提高預壓力，加大選用尺寸或滑塊數以提高剛性

計算使用壽命

○ 依使用速度、頻率計算壽命距離要求

依壽命公式計算選定直線(xiàn)導軌之壽命距離

潤滑選用

○ 潤滑劑選用，依設備需求可選擇潤滑脂、潤滑油或特殊潤滑劑潤滑定期注入潤滑脂或自動(dòng)供油

直線(xiàn)導軌選用完成。

HIWIN直線(xiàn)導軌選用的有關(guān)參數

基本靜額定負荷
(1)基本靜額定負荷（C0）的定義

直線(xiàn)導軌在靜止或運動(dòng)中若承受過(guò)大的負荷，或受有很大沖擊負荷時(shí)，會(huì )導致珠道接觸面和鋼珠產(chǎn)生局部的永久變形；當永久變形量超過(guò)某一限度，將妨礙直線(xiàn)導軌運動(dòng)的平穩性?；眷o額定負荷便是容許這個(gè)永久變形量的極限負荷。依照定義：負荷的方向和大小不變的狀態(tài)下，在受到最大應力接觸面處，鋼珠與珠道表面的總永久變形量恰為鋼珠直徑萬(wàn)分之一的靜止負荷。

基本靜額定負荷的數值詳列于各規格尺寸表中；使用者可參照表格選用適合的直線(xiàn)導軌，但必須注意的是被選用的直線(xiàn)導軌在運行中所受的最大靜負荷不可超過(guò)其基本靜額定負荷。

（2）容許靜力矩（M0）的定義

當滑塊中受到最大應力的鋼珠達到上述定義之靜額定負荷時(shí)，此時(shí)滑塊所承載之力矩稱(chēng)為靜額定力矩。在直線(xiàn)導軌運動(dòng)中是以MR、MP、PY這三個(gè)方向來(lái)定義

（3）靜安全系數

當直線(xiàn)導軌使用在慢速運動(dòng)或作動(dòng)頻率不高的狀況下，需考慮靜安全系數。根據不同的使用狀況，計算靜負荷必須考慮不同的安全系數，尤其是當導軌受有沖擊性負荷時(shí)，需要取用較大的安全系數。

fSL=C0/P或是fsm=M0/M

fSL：靜安全系數

fSM：靜安全系數（力矩負荷）

C0：基本靜額定負荷（kN）

M0：容許靜力矩（kN·m）

P：工作負荷（kN）

M：靜力矩負荷（kN·M）

基本動(dòng)額定負荷

（1）基本動(dòng)額定負荷（C）的定義

基本動(dòng)額定負荷用于直線(xiàn)導軌承受負荷并作滾動(dòng)運動(dòng)時(shí)的壽命計算。其定義是在負荷的方向和大小不變的狀態(tài)下，直線(xiàn)導軌的額定壽命為50km時(shí)的最大負荷，此值詳列于各規格尺寸表中，使用者可借由此值預先估算出選用之直線(xiàn)導軌的額定壽命。

HIWIN直線(xiàn)導軌的壽命計算

壽命

當直線(xiàn)導軌承受負荷并作運動(dòng)時(shí)，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環(huán)應力的作用，一但到達滾動(dòng)疲勞的臨界值，接觸面就會(huì )開(kāi)始產(chǎn)生疲勞破損，并在部分表面發(fā)生魚(yú)鱗狀薄片的剝落現象，此種現象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞產(chǎn)生表面剝離時(shí)為止的總運行距離。

額定壽命

直線(xiàn)導軌的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產(chǎn)品，在相同的運動(dòng)狀態(tài)下使用，壽命也會(huì )有所不同；這大多歸咎于材料本身在疲勞特性上固有的變化。因此為定義直線(xiàn)導軌的壽命，一般以額定壽命為基準；其定義是：以一批同樣的產(chǎn)品，逐個(gè)在相同的條件及額定負荷下運行，其中90%未曾發(fā)生表面剝離現象而能達到的總運行距離。

壽命的計算

直線(xiàn)導軌的壽命會(huì )因實(shí)際承受工作負荷而不同，可以選用直線(xiàn)導軌的基本動(dòng)額定負荷及工作負荷推算出使用壽命。

壽命系數

（1）硬度系數（fh）

直線(xiàn)導軌的珠道接觸表面硬度要求在一定的硬化深度之硬度為HRC58-62，倘若硬度值無(wú)法達到要求的水準，將會(huì )降低直線(xiàn)導軌的額定負荷及使用壽命，此時(shí)動(dòng)、靜額定負荷為尺寸表列值再乘以對應的硬度系數。

HIWIN出場(chǎng)之直線(xiàn)導軌硬度要求皆為HRC58以上，故fh為1

（2）溫度系數（ft）

系統溫度會(huì )對直線(xiàn)導軌的材質(zhì)有影響，當溫度高于100°C時(shí)直線(xiàn)導軌的額定負荷及使用壽命將會(huì )降低，此時(shí)動(dòng)、靜額定負荷為尺寸表列值再乘以對應的溫度系數。由于有些配件是塑膠材質(zhì)較不耐高溫，故建議使用溫度應低于100°C。

（3）負荷系數（fw）

作用于直線(xiàn)導軌的負荷，除裝置本身自重、起動(dòng)停止時(shí)的慣性負荷及因懸置而產(chǎn)生的力矩負荷外，還有因運動(dòng)伴隨而來(lái)的震動(dòng)及沖擊負荷，此種型式的負荷并不容易算出，根據經(jīng)驗依負荷狀況及使用速度，建議將計算負荷值再乘以對應的負荷系數。