5.3 Направляющие
Направляющими называют конструктивные элементы устройст-
ва, обеспечивающие заданное относительное движение элементов
механизма.
В мехатронных модулях в основном применяют направляющие
для поступательного движения. Их используют при необходимости
осуществления перемещения одной детали относительно другой с
заданной точностью.
К направляющим предъявляют следующие требования: обеспе-
чение плавности перемещения, малые силы трения, большой ресурс
работы, износостойкость, способность к перемещению в широком
температурном диапазоне.
В зависимости от вида трения различают направляющие с тре-
нием скольжения и качения. Выбор типа направляющих и
139
конструктивных схем зависит от их назначения, а также от требо-
ваний к точности направления перемещения, допускаемой нагрузки,
значений сил трения, стоимости изготовления.
Направляющие с трением скольжения и качения по характеру
(виду) воспринимаемой нагрузки различают открытые и закрытые. К
открытым относят направляющие, у которых для замыкания силовой
цепи используют дополнительные прижимные усилия (масса под-
вижной детали, усилие плоской или спиральной пружины, мемб-
раны). Закрытыми являются направляющие, у которых подвижный
узел имеет одну степень свободы (замыкание силовой цепи обеспе-
чивается конструктивным исполнением).
Направляющие в зависимости от формы выполнения рабочих
поверхностей делят на цилиндрические, призматические (например,
типа «ласточкин хвост»), Н-, П- и Т-образные.
5.3.1 Направляющие с трением скольжения
По конструктивному исполнению направляющие с трением
скольжения проще направляющих с трением качения и меньше их по
габаритным размерам. При соответствующем выборе материалов они
испытывают незначительное влияние температурных перепадов. Ос-
новной их недостаток – относительно большие потери на трение.
Пример, конструктивной схемы призматической открытой направ-
ляющей с трением скольжения приведен на рис. 5.9 б, где по цилинд-
рическим направляющим, закрепленным на неподвижном основании,
перемещается каретка с призматическими рабочими поверхностями.
Рис. 5.9. Направляющие с трением скольжения
140
Схемы направляющих закрытого типа приведены на рис. 5.9 а,
в, г. На схеме (рис. 5.9 а) по цилиндрическим направляющим
перемещается ползун с цилиндрической и плоской рабочими
поверхностями; по прямоугольным призматическим направляющим
(рис. 5.9 в) перемещается П-образная призма; по призматическим
направляющим типа «ласточкин хвост» с углом профиля
α = 45÷60°
перемещается призма. Для призматических направляющих типа
«ласточкин хвост» предъявляются повышенные требования к точ-
ности сборки и регулировки для предотвращения перекоса деталей и
соответственно возможного заедания направляющих.
В призматических направляющих применяют призмы трапецеи-
дального, прямоугольного или треугольного сечения. Регулировку
зазоров в направляющих производят с помощью планок или «суха-
риков» (см. рис. 5.9 г).
5.3.2 Направляющие с трением качения
Направляющие с трением качения применяют в тех случаях,
когда требуется обеспечить легкость и плавность движения. По
сравнению с направляющими трения скольжения эти направляющие
имеют меньшие потери на трение, более долговечны, малочувст-
вительны к перепадам температуры.
Направляющие с трением качения по форме тел качения делят
на шариковые и роликовые (цилиндрические и конические). Для
удержания шариков или роликов на определенном расстоянии друг
от друга применяют сепараторы, изготовленные из латуни или
текстолита. Возможно применение стандартных шариковых или
роликовых подшипников.
Существенными факторами, оказывающими отрицательное вли-
яние на работу направляющих с трением качения, являются зазоры
между сопряженными с телами качения поверхностями каретки и
основания. В открытых направляющих зазоры выбираются автомати-
чески (саморегулируются), а в закрытых требуется их регулировка.
На рис. 5.10 приведена конструктивная схема закрытой шарико-
вой направляющей с сепараторами, в которой регулировку зазора
между шариками и кареткой проводят при помощи перемещения
одной или двух планок с последующим их закреплением винтами.
В роликовых направляющих (см. рис. 5.10, 5.11) основной
деталью является ролик, который перекатывается по цилиндрической
141
или плоской поверхности. В качестве роликов иногда используют
стандартные радиальные подшипники.
Рис. 5.10. Направляющие с трением качения закрытого типа
а б в
Рис. 5.11. Направляющие с трением качения открытого типа
Для обеспечения контакта всех роликов с направляющими
должна быть предусмотрена специальная регулировка, один из
вариантов которой показан на рис. 5.11 б. Ролик устанавливается на
оси с эксцентриситетом е.
Для направляющих, представленных на рис. 5.11 в ролики с
эксцентричными осями необязательны, так как каждый ролик зак-
реплен в отдельной державке. Регулирование осуществляют переме-
щением державок.
На рис. 5.12 а, б, в приведены конструктивные схемы ролико-
вых направляющих закрытого типа.
В последнее время применяют более экономичные шариковые
направляющие линейного перемещения, которые уменьшают габа-
142
ритные размеры конструкции, массу и общую стоимость мехат-
ронного модуля.
а б
в
Рис. 5.12. Роликовые направляющие закрытого типа
Достарыңызбен бөлісу: |