3、低速运动平衡性
当动导轨作低速运动或微量位移时,应保证导轨运动的平衡性,即不出现爬行现象。低速运动平稳性与导轨的结构和润滑,动、静摩擦系数的差值,以及传动导轨运动的传动系统的刚度等有关。石材机械在使用过程中常会出现爬行现象,看待会破坏运动的均匀性,影响机械的加工精度、定位精度和增大表面粗糙度,甚至会产生废品或使机械不能正常工作,在石材机械中常常会遇到这种情况。
对于爬行运动现象机理的认识到目前为止尚未完全一致。这里只介绍一种较为普遍的看法,认为爬行运动是一种很复杂的摩擦自激振动现象,产生这一现象的主要原因在于摩擦面上摩擦系数的变化和传动机构的刚度不足。爬行包括时慢时快及时走时停现象。
产生爬行的原因可归纳为以下几点:
(1)当摩擦副处于边界摩擦时,存在静动摩擦系数之差,而且动摩擦系数又随滑动速度的增加而降低,这就可能使系统具有负阻尼或零阻尼;
(2)运动件的质量越大,因而具有较大的惯性;
(3)当移动件的质量,摩擦副摩擦面间的摩擦性质和传动机构的刚度一定时,在移动速度降低到一定值后,就会产生看待,这个值就称为爬行的临界速度;
(4)传动件的刚度不足。
消除看待的措施有以下几点:
在设计低速运动机构时,首先应估计其临界速度,如果所设计的机构的最低速度低于临界速度,就应采取措施降低其临界速度,其措施有:减少静、动摩擦系数之差和改变动摩擦系数随速度变化的特性,提高传动机构的刚度;提高阻尼比以及降低移动件的质量。
采用卸荷导轨和静压导轨。采用卸荷导轨后,移动件的一部分重量由卸荷装置承担。如果采用静压导轨,则导轨面被油层完全隔开,摩擦力就是油层间的剪切力,摩擦系数很小,而且静、动摩擦系数实际上没有什么差别。
采用减摩材料为了防止爬行,可在导轨表面镶装酮片、塑料板或其它减摩材料制成的导轨板,塑料也可喷涂或涂布。
采用导轨油以上各种方法虽然都能消除看待,但构造都比较复杂,采用导轨油有可能在完全不改动原有滑动导轨构造的条件下消除爬行现象,静摩擦系数大于动摩擦系数以及低速时摩擦系数随速度的增加而降低的原因之一,是在边界摩擦状态下,运动件停止或低速运动时,油膜被挤破,发生金属的直接接触。导轨油内加入极性剂,增加了油性,使油分子紧紧吸附在导轨面上,运动件停止后油膜也不会挤破,采用较高标号的导轨油还由于油的黏度较大,黏性阻尼也较大,因而有利于缩短过渡过程。
提高传动机构的刚度(缩短传动链和采用大降速比的传动件也利于提高传动机构的刚度)。
驱动机构设计位置尽可能保证两导轨摩擦力矩基本一致,保证受力平衡性。
动导轨与静导轨接触面积通过刮研达到设计要求。
如果以上几种防止爬行的办法中,单独采用一种难以奏效,也可以几种方法联合使用。例如:适当提高传动件的刚度,导轨镶装减磨材料,使用导轨油并适当提高供油压强,使导轨部分卸荷。
4、结构简单、工艺性好
设计时要注意使导轨的制造和维护方便,刮研量少,如果是镶装导轨,则应尽量作到更换容易。导轨精加工的方法有精刨(或精铣)、磨削和刮研等几种。精刨可以满足不淬火的普通精度的机械精度导轨和几何精度要求,并能达到较小的表面粗糙度而且成本低,生产率高。用磨削的办法精加工导轨面能够达到较高的精度和较小的表面粗糙度,生产率高,而且是加工淬硬导轨的惟一办法,磨削最初只用于精加工支撑导轨,与其配合的动导轨则采用配刮,近来动导轨也可以配磨,甚至已试验在互换。导轨的磨削方式有周边磨削和端面磨削两种。周边磨削与端面磨削相比,质量好、生产率高、表面纹理美观因此正逐渐取代端磨。刮研可以达到最高精度,同时还具有变形小、接触性好表面可以存有油的优点,它的缺点是劳动强度大、生产率低、而且不能加工淬硬性导轨。