直线驱动系统中的线性导轨

传统线性推杆中使用的滚珠导轨往往在机械性能和成本上都有缺陷。例如，它们的刚度很差。它们容易受到高力矩负载的影响，能够承受的加速度很有限。此外，通常还需要耗时和高成本的维护工作。而使用塑料滑动原件的导轨系统终结了这些问题，并为用户带来了更多的优势。

简介

使用产品：igus的直线轴承系统

问题描述

使用传统导轨的线性执行器在设计中可能会出现各种问题，例如，滑块的启动力矩过大。此外，在导向系统中，支撑臂和负载臂之间存在不合适的比值，因为驱动力往往会位于远离负载的位置。传统使用循环滚珠导轨的线性执行器速度和加速度受到限制较大。尤其是滑轮导轨，在力矩或负载很大时，滚轮轴可能会弯曲或错位，导致迅速损坏。更麻烦的是这些机械结构通常需要润滑。经润滑后的导轨容易吸纳污垢，而渗漏的油脂还会污染整套系统。它们安装后必须层层保护，或配备波纹管遮盖住。而清洁和反复润滑这类维护工作，也使它们使用成本高昂。最后也是同样重要的一点，由多个部件组成的系统意味着高昂的组装成本。奥芬堡Parker EME公司机械部件和系统产品经理Christoph Lindemann，他也意识到了生产环境中的风险和副作用：“我们目前为止生产的线性执行器配备的基本都是滑轮导轨。为了实现无间隙调节，滑轮通过螺钉和偏心衬套连接到滑块上。但是，如果滑轮在正常工作已经接近其最大负载能力，碰撞很容易导致这些紧固件错位甚至弯曲。因此，即使短时间过载的导轨也会对整个系统造成严重的不可逆损伤。这类可能出现损坏的情况，比例在1:3到1:5之间。”

解决方案

Parker EME公司在其线性执行器“LCB”中安装的igus的drylin 导向系统则大有改善。可能出现损坏风险的情况占比下降到大约1:100到1:500之间。这些数字显示了导轨的极端坚固性。毕竟，滑块将力直接传递到导轨上。不存在调整的可能性；实际上排除了弯曲的危险。

滑动元件由高性能聚合物制成。对于大多数应用，建议使用耐磨损和摩擦系数表现普遍优秀的材料iglidiur J。drylin线性轴承系统是为干运行而设计的。油脂或机油造成的污染现在已经成为过去。生产过程中的环境灰尘也不会影响到轴承。

drylin导轨分为两大类：具有不同的几何形状截面的型材导轨和导向轴。

在drylin T系统中，滑块与由硬质阳极氧化铝制成的T型导轨配合运动。所有安装尺寸均与大多数商用循环滚珠导轨系统的尺寸相同。即使在极小的安装空间内，也有微型导轨可选。极扁平的“N”型有四种尺寸可供选择，轨道宽度从17毫米到80毫米不等。纤薄的滑块可在阳极氧化铝制成的C形型材中移动。

另一种分类是drylin R线性滑动轴承。这种直线轴承与滚珠直线轴承的尺寸相同，使用圆柱形轴作为导向，还可以选择不同的轴材料。因此，可以选用硬质涂层的铝轴来进一步保证drylin R线性滑动轴承的低磨损和低摩擦系数。而Parker EME公司使用的drylin W线性导轨，是将两个圆形轴、矩形导轨和线性执行器的支撑型材组合在一起的型材，同样也是由硬质阳极氧化铝制成。通过各种轴直径、型材宽度和几何形状，让用户实现最大的设计自由。

注重成本的设计

igus导轨的特点是设计简单、坚固耐用、结构紧凑，这也是整个“LCB”的设计重点。得益于纤薄的滑块以及较宽的导轨底座，启动力矩减小了。速度最高可达8米/秒；加速度不再受限。最后也是同样重要的一点，这种执行器具有高度耐化学品和耐腐蚀性。当然，最重要的优点是其成本优势。

一方面，这是由于购买价格便宜，另一方面是运营成本因此而降低，因为drylin即使在恶劣的环境中也可以免维护。由于不需要润滑，导轨不会吸纳污垢，也不会因润滑脂或机油泄漏而污染整个系统。用户不再需要经常停机而增加成本。额外的保护或刮刀也不再需要，这减少了要安装的部件的数量，并进一步降低了成本。Lindemann说：“我们使用滑轮导轨的时候，至少有12个滑轮需要组装、装配以及调整，而对于drylin导轨系统，只需要安装4个滑块。仅组装导轨系统的工作时间就减少到了10%。”当达到磨损极限时，用户只需在几分钟内自行更换滑动膜。

此应用案例中涉及的产品系列