自从选用了Thomson于20世纪40年代创造的圆形导轨Ball Bushing直线轴承，循环滚珠直线导轨范畴一向坚持稳定发展。载荷才能、运用寿命的进步以及制作的简化，使几近零摩擦的直线导轨越来越多的运用于更为广泛的范畴中。自从20世纪70年代推出方形导轨、直线导轨以来，规划工程师一向面临的关键问题便是：应该选用圆形导轨还是方形导轨?
 

　　尽管规划中固有的各种磨制要求导致方形导轨的初始本钱是圆形导轨的数倍，但新的制作技能和标准经济性现已允许方形导轨在更广泛的运用空间与圆形导轨展开有力竞争。在进入机床范畴之后，在从前只能选用圆形导轨产品的许多运用中，现在现已能够看到方形导轨的运用。可是，圆形直线轴承的销售额还在逐年进步。因为某些固有*性以及适合特定运用的有利特性，滚珠衬套导轨依然流行，比较重要的原因便是因为它们是圆形的，而方形销有时是无法匹配到圆形孔中的。
 

　　为了将正确类型的直线导轨运用于特定运用中，规划工程师有必要考虑到每种导轨的长处和才能。首要有必要考虑的便是规划要求，这就需求考虑载荷、准确度、刚度、光洁度、几许尺度等重要因素。而在一般状况下，这些要求之间存在着彼此限制效果。
 

　　方形导轨产品能够很好地满足需求高刚度的高载荷运用，例如25mm方形导轨的比较高载荷可达20 kN，在轴承导轨和导轨之间平行运转时，可到达3～10m /m的高精度。这种导轨产品中的滚珠轨迹经过精细的研磨，然后使该导轨与滚珠精细匹配，即滚珠导轨上运转的座圈只能略微大于滚珠本身的直径。这就使滚珠和座圈之间的触摸面积在载荷下大于圆形导轨总成 ，因为在圆形导轨中滚珠和内座圈(轴)均为凸外表。因而，因为滚珠在载荷下变扁，当加载时，方形导轨轴承的刚度将添加到原来的五倍。
 

　　方形导轨也能够用于带预载荷的状况，载荷从轻载荷(额外动载荷的3%)到重载荷(额外动载荷的13%)均可适用。方形导轨轴承的典型运用是对载荷才能、刚度和准确度要求*的机床行业。因为轴承现已承受了一个初始变形，因而，重预载荷进一步降低了载荷下的变形量。到目前为止，咱们现已评论了选用球形滚珠元件的轴承。值得注意的是，假如在不进步包络尺度的状况下需求比方形滚珠导轨更高(两倍以上)的载荷才能，还可挑选配有圆柱辊子型元件的方形导轨轴承。
 

　　在方形导轨能够满足载荷才能、刚度和准确度要求后，许多工程师就不会再做进一步的测试。可是，这会导致体系功用下降，以及前期本钱和维护本钱的添加。圆形导轨产品具有许多长处，其中之一便是：当设备到超过150 mm /m平面度差错的欠光滑外表上时，依然能够平稳运转。当在滚轴上、歪斜处和侧滑角设备刚性直线轴承时，设备外表的平面度差错一般会形成捆绑，然后导致更高的拖曳，并会将运用寿命降低高达50%。为了处理此问题，在设备过程中，有必要严格修整匹配外表，或者将各部件进行垫片调整并调理到正常运转，这将使本钱进步。关于更精细的机加工运用，因为维护要求进步，因而会进步前期本钱和操作本钱。此项本钱随运用的不同而差异较大，从不足 100美元到数千美元都有可能。而选用圆形导轨产品，可将轴承设备到焊接收型框架或直接固定到混凝土工厂的地板上。
 

　　因为具有调心才能，滚珠衬套直线轴承可习惯各种条件。因为轴是圆形的，因而，滚珠衬套在环绕轴滚动的过程中可自在旋转。这样两个相邻导轨的设备高度可略有不同，当导轨以300mm或300mm以上的距离进行设备时，1到2 mm的高度差是能够接受的。同样，大多数滚珠衬套上的轴承座圈在规划上可确保每个直线轴承在歪斜处和偏滑角上旋转比较多1/2度，以习惯平面度或对中差错。用于束缚滚珠衬套以及导轨支撑件的轴台一般选用铝原料，具有较小的灵活性，以习惯各轴之间的比较大25m的平行性差错。其结果是能够在不抱负的状况下到达0.001到0.004的摩擦系数，完成引导 。将直线导轨设备到焊接收型框架上在工厂自动化中非常常见。在许多OEM运用中，设备外表均选用拉拔管材和板金。在这些条件下，圆形导轨产品一般比方形产品更快速地设备和更平稳地运转。
 

　　圆形导轨产品的一个显著长处便是其圆形板可在端部支撑轴，完成横跨相当于轴直径的12～24 倍的空隙的圆形直线轴承规划，从工厂自动化中的龙门吊体系到DNA 取样机中拣选和放置模块的各种运用均可选用这一规划。运动轴*经过固定轴的两头进行组建。不管两点之间的机器外表处于何种状况，不管是否只要一个点，该设备的精细性都不会受到影响，只是取决于端部支撑设备的准确度。此外，假如要经过直线导轨对中一套丝杠传动体系，只需在一个板上打三个孔，即以两个圆形导轨和丝杠轴承的支撑为基准，这是比较简略做到的办法。经过这一规划，在设备过程中无需调理。
 

　　处理对中问题的方形导轨处理方案只需运用一个导轨。因为它能够支撑一切方向上的力矩，因而，在导轨副甚至轴承副中无需运用方形导轨轴承。关于轻载荷，即处于轴承载荷和力矩才能范围内的载荷，单个方形导轨轴承即可供给所希望的引导，但并不是一切的方形导轨产品均可按此类型操作进行规划。这种引导消除了在渐扩外表上对两个导轨进行对中的问题。可是，依然有必要考虑到经过传动组织进行对中，方形导轨在规划上没有横跨空隙和端部支撑。因为偏心加载而在导轨上产生力矩，因而，单个导轨可能不适合运动足迹较宽(如300mm)的运用。在做出决定之前，应检查导轨的力矩额外值及其在力矩载荷下的刚度。
 

　　在组件挑选过程中，规划灵活性是需求考虑的一个非常重要的因素。一般，为了到达比较优功用，有必要对组件进行改型，以进步功用或在所希望的空间中进行匹配。当与载荷额外值进行比照时，方形导轨轴承比圆形滚珠衬套轴承更为紧凑。这样，假如几许尺度支撑用户的体系要求，则用户将有相当优化的外壳。可是，假如需求进行改型，则在圆形导轨体系上更简略进行此项工作。圆形轴系可按许多方式进行配置，以便于该轴的端部固定，并可用作大尺度总成中的一个结构件，还能够中心和径向经过轴箱的钻孔、平面和直径。选用圆形轴系后，可单独购买滚珠衬套，这样能够与相邻组件中固有的镗孔，以及铝制或钢
 

　　制轴台相匹配。轴台使得轴承易于设备，并且留出了必定的改型余量。
 

　　在某些运用中， 平整度可能是需求考虑的另一个主要因素。虽然组件和运用之间在细微处可能略有不同，并一般缺乏行业相关平整度数据，但滚珠衬套轴承往往能够非常平稳地运转，方形导轨和圆形导轨之间的差异一般用手即可感觉得到。滚珠和导轨之间凸外表的点式触摸可将擦伤的可能性降到比较低。滚珠衬套一般在微小空隙量或1%到2%额外动载荷的轻预载荷下运转，进步了平稳性。而因为较高的一致性和预载荷，方形导轨轴承可在某些“缺口”状况下运用。 在大多数状况下，这是可行的，但假如需求用到外表级轴承，圆形导轨可能更有优势。同样，因为其简略的圆形几许形状，圆形衬套上的密封件往往更为牢靠，产生更小的拖曳。方形导轨擦洗器有必要符合导轨中的滚珠轨迹，以到达经用型密封。
 

　　设备圆形导轨时比较后需求考虑的是设备在轴上的非滚珠型聚合物衬套。可选用适用于铝或其他基底的高功用轴承级材料，以供给杰出的载荷才能(相当于滚珠衬套载荷才能的20%)和一个在0.05到0.25范围内的较低摩擦系数。衬套轴承可在具有能够损伤密封严实的滚珠衬套的微粒的恶劣环境中平稳运转，也可在受到冲击载荷损伤的滚珠轴承体系下正常工作。另一方面，滚珠循环噪声可能会成为滚珠衬套或方形导轨轴承中的一个问题，但关于上述衬套轴承却基本上不是问题。因为触摸面分布在一个较大的区域中，无需配有滚珠衬套的硬化钢轴。能够选用不锈钢轴系，既适用于像半导体和医药行业所在的清洁环境，也适用于像食物加工行业所在的恶劣环境。
 

　　在许多状况下，规划师在挑选技能方面拥有很大的灵活性。经过选用适合每个功用的比较佳组件，对一套体系的功用进行微调，就会产生比较优处理方案，由此可转换本钱钱和功用的竞争优势。可是，为了到达这一比较优处理方案，应考虑到整体设备本钱，以及机械加工、外表修整和设备等本钱。(end)