Направляющие с трением качения

Направляющие с трением качения наиболее полно удовлетворя­ют требованиям легкости и плавности движения, малой чувствитель­ности к колебаниям температуры, стойкости против износа. В них в качестве опорных элементов используются шарики (см. рис. 5, а, б) и стандартные шарикоподшипники (см. рис. 6, в...д).

Направляющие на шариках обладают рядом преимуществ: они позволяют уменьшить габариты механизма, воспринимают на­грузки различных направлений и обеспечивают необходимую точ­ность перемещения при минимальном трении. Для удержания ша­риков в призматических канавках и сохранения постоянного рас­стояния между ними предусматривается плоский сепаратор — сво-

бодный или с принудительным движением. Свободный сепаратор (рис. 5, а), применяемый только в горизонтальных направляю­щих, имеет отверстия под шарики и вырез, в который входит штифт, ограничивающий перемещение сепаратора. Поскольку при переме­щении подвижной части направ­ляющей (каретки) на длину b центр шарика и сепаратор пе­реместятся только на величину b/2 (рис. 5, б), то длина вы­реза под штифт должна быть а = b/2 + d, где d — диаметр штифта, фиксирующего сепара­тор. По той же причине рабочая длина каретки L = b + b/2 + x + 2с, где x — база каретки — расстояние между крайними шариками; b — перемещение каретки; с — запас длины каретки с каждой стороны.

Существенным фактором, оказывающим отрицательное влияние на работу направляющих с трением качения, являются зазоры меж­ду сопряженными через тела качения поверхностями каретки и

основания. В открытых направляющих зазоры выбираются автомати­чески, а в закрытых их требуется регулировать, для чего существу­ет несколько способов.

Например, в направляющей (рис. 16.42, a) зазоры в контактах тел качения 1 регулируют с помощью планок 2 и 3. Первую из них устанавливают неподвижно, а вторую переме­щают по основанию 4 в направлении планки 2 за счет зазоров между винтами 5 и отверстиями для них в планке 3. После регулировки планку 3 закрепляют винтами 5 и фиксируют штифтами 6. В конструкции на рис. 16.42, б (со стандартными шарикопод­шипниками 3) регулировку за­зора осуществляют поворотом оси 2 с эксцентрично располо­женной цапфой. Значение эк­сцентриситета оси (е = 0,2... 0,5 мм) выбирают в зависимости от пределов регулируемого зазора. После регулировки ось фикси­руется гайкой 1. В конструкции (на рис. 16.42в) регулировка зазо­ра осуществляется перемещением резьбовой втулки 1 в основании 2. Для определения сопротивления движению каретки 1 выясним, каким коэффициентом трения покоя должны обладать шарик 2 и на­правляющая 3 для того, чтобы между ними не было проскальзыва­ния.

Из условия равновесия шарика Fт×d_m= R×2k (рис. 16.43) сле­дует, что при F_T = f₀R /fо = 2k/d_m или, так как отсутствие скольже­ния должно быть гарантировано, необходимо, чтобы удовлетворя­лось условие

где k — коэффициент (плечо) трения качения; f₀ — наибольший ко­эффициент трения покоя в момент перехода к скольжению; β >> 1 — запас трения покоя.