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×dm= R×2k (рис. 16.43) следует, что при FT = f0R /fо = 2k/dm 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.