В современном машиностроении легкое линейное перемещение по направляющим так же важно, как и вращение на подшипниках. Наиболее точными, жесткими и грузоподъемными линейными направляющими являются так называемые профильные рельсовые направляющие с кареткой. Конструктивно они состоят из прокатанного стального рельса сложного профиля и установленными на нем каретками. Рельс крепится через сквозные или резьбовые отверстия к монтажной поверхности, например, станине станка. На каретку устанавливается стол станка или другой подвижный элемент конструкции. С боков на рельсе имеется по две дорожки качения (в некоторых типах – по одной), по которым катятся шарики или ролики, находящиеся в каретке. Благодаря этому в рельсовых направляющих с рециркуляцией тел качения нагрузки любых направлений распределяются равномерно, и достигается исключительная устойчивость к опрокидывающему моменту при повороте каретки вокруг какой-либо оси.
Рельсы и каретки крепятся винтами с одной или другой стороны (рис. 1). Для предотвращения смещения под действием вибраций, ударов, больших поперечных нагрузок, превышающих допустимые (по данным производителей), они дополнительно фиксируются планками 1 и 2, клиновой рейкой 3, винтами 4 и 5, штифтами 6.
Отверстия для штифтов изготавливаются после закрепления каретки. Дополнительно штифтами фиксируется только одна каретка. Сверху закрепленный рельс закрывается защитной стальной лентой.
Рис. 1. Компоновки направляющих
Свойства направляющих и кареток
Для рельсовых направляющих с каретками качения характерны:
- способность воспринимать силы любого направления и опрокидывающие моменты;
- малая сила трения и соответственно небольшой износ. При нагрузке на каретку, превышающей 0,1 номинальной динамической грузоподъемности С, коэффициент трения равен приблизительно 0,003 (без учета силы сопротивления в уплотнениях);
- практическая независимость силы трения от скорости движения рабочего органа, что способствует снижению его колебаний и повышению точности позиционирования (по сравнению с парой «чугун-чугун» зона нечувствительности снижается в 10–12 раз);
- значительно меньшая податливость (при наличии предварительного натяга) по сравнению с другими направляющими.
Как выбрать рельсовые направляющие и каретки
Обоснованный выбор типа и размера направляющих с каретками качения обеспечивает их работоспособность в конкретных условиях эксплуатации.
Исходными данными для выбора являются те же, что используются при выборе шариковинтовой передачи. Схема последовательности выбора направляющих представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема последовательности выбора направляющих
