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精機製品・技術報告:NSK線性滑軌的軌道溝槽設計與特點

1. 採用哥德式(Gothic)溝槽

NSK線性滑軌的滾珠軌道溝槽為哥德式圓弧形狀(圖1)。將量測用滾子固定於溝道面,經測量溝槽間隔W以及溝槽與基準面的距離H,就能高精度且容易地測得軌道面的位置精度。與此相反,圓弧溝槽時,卻很難固定量測用滾子(圖2)。

2. 哥德式溝槽也能減少差動滑動的設計

一般的哥德式溝槽中,通過向有四個圓弧所圍成的空間內壓入鋼珠來施加預壓力(圖3)。這時,滾珠與溝槽的接觸為四個橢圓面,在這個面上最大旋轉直徑D2和最小旋轉直徑D1的差過大,就會引起由差動滑動引起的滑動抵抗增加的缺點。
在NSK的設計中,哥德式溝槽的螺紋間距與導軌和滑塊之間存在微小間隙量d(圖4)。因此,中等程度的預壓狀態下,會產生如圖5的兩面接觸,並不會成為圖3那樣的差動滑動狀態。當被設定為高預壓時,即變成微小的接觸橢圓的四面接觸(圖6)。這些微小的接觸橢圓具有如下所述效果。

3. 摩擦吸收振動

過去切削系的工具機採用滑動導軌,這是因為滑動摩擦對振動有良好的吸收性所致。NSK的直線導軌通過控制d的量和預壓量來控制微小的接觸橢圓所產生的摩擦力的大小,進而可擁有與滑動導軌相近的振動吸收性。

圖1、圖2、圖3
圖4、圖5、圖6