1、.tw Linear Guideway Technical Information 直 線 導 軌 技 術 手 冊前 言 1 一 、 基 本 資 料 1 1-1 HIWIN 直線導 軌優點及特 點 1 1-2 選用 準則 2 1-3 額定 負荷 3 1-4 直線 導軌壽命 . 4 1-5 工作 負荷 5 1-6 摩擦 力 9 1-7 潤滑 10 1-8 導軌 接牙件 10 1-9 直線 導軌的配置 11 1-10 直線導軌的 安裝 12二 、HIWIN 產 品 系 列 . 17 2-1 HG 系列滾珠直 線導軌 18 2-2 EG 系列低組 裝式滾珠直 線導軌 39 2-3 MGN/MGW 系
2、列微小 型直線導軌 55 2-4 RG 系列滾柱 式直線導軌 64 2-5 E2 型 式 自潤式直 線導軌 80 2-6 PG 型式定 位直線導軌 84 2-7 SE 型式金 屬端蓋式直 線導軌 91 2-8 Q1 型式靜音式 直線導軌 92三 、HIWIN 直 線 導 軌 選 用 需 求 表 . 101 直 線 導 軌Linear Guideways技術手冊 目次 ( 本型錄的內容規格若有變更，恕不另行通知)(1) 定 位 精 度 高 使 用 直 線 導 軌 作 為 線 性 導 引 時 ， 由 於 直 線 導 軌 的 摩 擦 方 式 為 滾 動 摩 擦 ， 不 僅 摩 擦 係 數 降 低 至
3、 滑 動 導 引 的 1/50 ， 動 摩 擦 力 與 靜 摩 擦 力 的 差 距 亦 變 得 很 小 。 因 此 當 床 台 運 行 時 ， 不 會 有 打 滑 的 現 象 發 生 ， 可 達 到m 級 的 定 位精 度。 (2) 磨 耗 少 能 長 時 間 維 持 精 度 傳 統 的 滑 動 導 引 ， 無 可 避 免 的 會 因 油 膜 逆 流 作 用 造 成 平 台 運 動 精 度 不 良 ， 且 因 運 動 時 潤 滑 不 充 份 ， 導 致 運 行 軌 道接 觸面的磨損，嚴 重影響精度 。而滾動導 引的磨 耗非 常小， 故機 台能長 時間 維 持精 度。 (3) 適 用 高 速 運
4、 動 且 大 幅 降 低 機 台 所 需 驅 動 馬 力 由 於 直 線 導 軌 移 動 時 摩 擦 力 非 常 小 ， 只 需 較 小 動 力 便 能 讓 床 台 運 行 ， 尤 其 是 在 床 台 的 工 作 方 式 為 經 常 性 往 返 運 行時 ，更能明顯降低 機台電力損 耗量。且因 其摩擦 產生 的熱較 小， 可適用 於高 速 運行 。 (4) 可 同 時 承 受 上 下 左 右 方 向 的 負 荷 由 於 直 線 導 軌 特 殊 的 束 制 結 構 設 計 ， 可 同 時 承 受 上 、 下 、 左 、 右 方 向 的 負 荷 ， 不 像 滑 動 導 引 在 平 行 接 觸 面
5、方 向 可承 受的側向負荷較 輕，易造成 機台運行精 度不良 。 (5) 組 裝 容 易 並 具 互 換 性 組 裝 時 只 要 銑 削 或 研 磨 床 台 上 導 軌 之 裝 配 面 ， 並 依 建 議 之 步 驟 將 導 軌 、 滑 塊 分 別 以 特 定 扭 力 固 定 於 機 台 上 ， 即 能 重 現 加 工 時 的 高 精 密 度 。 傳 統 的 滑 動 導 引 ， 則 須 對 運 行 軌 道 加 以 鏟 花 ， 既 費 事 又 費 時 ， 且 一 旦 機 台 精 度 不 良 ， 又 必 需 再 鏟 花 一 次 。 直 線 導 軌 具 有 互 換 性 ， 可 分 別 更 換 滑 塊
6、 或 導 軌 甚 至 是 直 線 導 軌 組 ， 機 台 即 可 重 新 獲 得高 精密度的導引。 (6) 潤 滑 構 造 簡 單 滑 動 導 引 若 潤 滑 不 足 ， 將 會 造 成 接 觸 面 金 屬 直 接 摩 擦 損 耗 床 台 ， 而 滑 動 導 引 要 潤 滑 充 足 並 不 容 易 ， 需 要 在 床 台 適 當 的 位 置 鑽 孔 供 油 。 直 線 導 軌 則 已 在 滑 塊 上 裝 置 油 嘴 ， 可 直 接 以 注 油 槍 打 入 油 脂 ， 亦 可 換 上 專 用 油 管 接 頭 連接 供油油管，以自 動供油機潤 滑。 前 言 直 線 導 軌 係 為 一 種 滾 動
7、導 引 ， 藉 由 鋼 珠 在 滑 塊 與 導 軌 之 間 作 無 限 滾 動 循 環 ， 負 載 平 台 能 沿 著 導 軌 輕 易 地 以 高 精 度 作 線 性 運 動 。 與 傳 統 的 滑 動 導 引 相 較 ， 滾 動 導 引 的 摩 擦 係 數 可 降 低 至 原 來 的1/50 ， 由 於 起 動 的 摩 擦 力 大 大 減 少 ， 相 對 的 較 少 無 效 運 動 發 生 ， 故 能 輕 易 達 到m 級 進 給 及 定 位 。 再 加 上 滑 塊 與 導 軌 間 的 束 制 單 元 設 計 ， 使 得 直 線 導 軌 可 同 時 承 受 上 下 左 右 等 各 方 向 的
8、 負 荷 ， 上 述 陳 列 特 點 並 非 傳 統 滑 動 導 引 所 能 比 擬 ， 因 此 機 台 若 能配合 滾珠螺 桿，使 用直線導軌 作導引，必能大 幅提高 設備 精度與 機械 效能。 1-1 HIWIN 直線導軌優點 及特點 1-1-1 優 點 一 、 基 本 資 料 G99TC14-0801 Linear Guideways General Information 1-2 選用準則 使 用 條 件 設 定 應用之設備 行程 內部空間之限制 運行速度、加速度 精度之要求 使用頻率 剛性之要求 使用環境 負荷方式 要求壽命年限 選 用 系 列 產 品 HG 系 列 ： 磨 床 、
9、銑 床 、 車 床 、 鑽 床 、 綜 合 加 工 機 、 放 電 加 工 機 、 搪 床 、 線 切 割 機 、 精 密 量 測 儀 器 、 木 工 機 器 、 搬 運 機 器 、 運 送 裝 置 。 EG系列：產 業自動化 機器、 半 導 體機械 、雷 射雕刻 機、 包裝機 器。 MGN/MGW 系列 ：印表機 、機 器手臂 、電 子儀器 設備 、半導 體設 備。 RG 系 列 ：CNC 加 工 機 、 重 切 屑 加 工 機 、CNC 磨 床 、 射 出 成 型 機 、 放 電 加 工 機 、 線 切 割 機 、 大 型 龍 門 機 床 選 用 精 度 等 級 C, H, P, SP,
10、UP 等 級 視 設 備 精 度 要 求 而 定 假 定 滑 塊 尺 寸 及 數 目 依 經 驗 選 用 負 荷 狀 態 若 與 滾 珠 螺 桿 配 合 使 用 ， 則 使 用 之 直 線 導 軌 規 格 與 螺 桿 外 徑 相 似 ， 如 螺 桿 外 徑 為 35mm 則 選 用HG35 的 規 格 計 算 滑 塊 最 大 負 荷 參 照 負 荷 計 算 例 計 算 單 個 滑 塊 最 大 等 效 負 荷 確 認 選 用 之 直 線 導 軌 靜 安 全 係 數 應 超 過 靜 安 全 係 數 使 用 表 所 列 之 值 選 擇 預 壓 力 依 剛 性 要 求 及 安 裝 面 精 度 選 用
11、確 認 剛 性 參 照 剛 性 表 計 算 變 形 量 提 高 預 壓 力 ， 加 大 選 用 尺 寸 或 滑 塊 數 以 提 高 剛 性 計 算 使 用 壽 命 依 使 用 速 度 、 頻 率 計 算 壽 命 距 離 要 求依 壽 命 公 式 計 算 選 定 直 線 導 軌 之 壽 命 距 離 潤 滑 選 用 潤 滑 劑 選 用 ， 依 設 備 需 求 可 選 擇 潤 滑 脂 、 潤 滑 油 或 特 殊 潤 滑 劑 潤 滑定 期注入 潤滑脂或 自動供油 直 線 導 軌 選 用 完 成 G99TC14-0801 (1) 基 本 靜 額 定 負 荷 (C 0) 的 定 義 直 線 導 軌 在 靜
12、 止 或 運 動 中 若 承 受 過 大 的 負 荷 ， 或 受 有 很 大 衝 擊 負 荷 時 ， 會 導 致 珠 道 接 觸 面 和 鋼 珠 產 生 局 部 的 永 久 變 形 ； 當 永 久 變 形 量 超 過 某 一 限 度 ， 將 妨 礙 直 線 導 軌 運 動 的 平 穩 性 。 基 本 靜 額 定 負 荷 便 是 容 許 這 個 永 久 變 形 量 的 極 限 負 荷 。 依 照 定 義 ： 負 荷 的 方 向 和 大 小 不 變 的 狀 態 下 ， 在 受 到 最 大 應 力 接 觸 面 處 ， 鋼 珠 與 珠道 表面的 總永久變形 量恰為鋼 珠直徑萬分 之一時 的靜 止負荷
13、。 基 本 靜 額 定 負 荷 的 數 值 詳 列 於 各 規 格 尺 寸 表 中 ； 使 用 者 可 參 照 表 格 選 用 適 合 的 直 線 導 軌 ， 但 必 需 注 意 的 是 被選 用的直 線導軌在運 行中所受 的最大靜負 荷不可 超過 其基本 靜額 定負荷 。 (2) 容 許 靜 力 矩 (M 0) 的 定 義 當 滑 塊 中 受 到 最 大 應 力 的 鋼 珠 達 到 上 述 定 義 之 靜 額 定 負 荷 時 ， 此 時 滑 塊 所 承 載 之 力 矩 稱 為 靜 額 定 力 矩 。 在 直線 導軌運 動中是以M R 、M P 、M Y 這 三個方向 來定 義： 1-3-2
14、基 本 動 額 定 負 荷 (3) 靜 安 全 係 數 當 直 線 導 軌 使 用 在 慢 速 運 動 或 作 動 頻 率 不 高 的 狀 況 下 ， 需 考 慮 靜 安 全 係 數 。 根 據 不 同 的 使 用 狀 況 ， 計 算 靜負 荷必 須考慮不 同的安全係 數，尤其是 當導 軌受有 衝擊 性負荷 時， 需要取 用較 大 的安全 係數 。 fSL : 靜 安 全 係 數 fSM : 靜 安 全 係 數 ( 力 矩 負 荷) C0 : 基 本 靜 額 定 負 荷 (kN) M0 : 容 許 靜 力 矩 (kN m) P : 工 作 負 荷 (kN) M : 靜 力 矩 負 荷 (kN
15、m) M R M P M Y 1-3 額定負荷 1-3-1 基 本 靜 額 定 負 荷 負 載 條 件 f SL 、f SM 下 限 一 般 運 行 狀 況 1.03.0 運 行 時 受 衝 擊 、 振 動 3.05.0 Eq.1.1 表格1.1 靜安全係數使用 f SL = P or C 0 f SM = M M 0 或是 (1) 基 本 動 額 定 負 荷(C) 的 定 義 基 本 動 額 定 負 荷 用 於 直 線 導 軌 承 受 負 荷 並 做 滾 動 運 動 時 的 壽 命 計 算 。 其 定 義 是 在 負 荷 的 方 向 和 大 小 不 變 的 狀 態 之 下 ， 直 線 導 軌
16、 的 額 定 壽 命 為50km 時( 滾 柱 式 直 線 導 軌 為100km) 的 最 大 負 荷 ， 此 值 詳 列 於 各 規 格 尺 寸表中，使用 者可藉由 此值預先 估算 出選用 之直 線導軌 的額 定壽命 。 G99TC14-0801 Linear Guideways General Information 1-4 直線導 軌壽命 1-4-1 壽 命 當 直 線 導 軌 承 受 負 荷 並 作 運 動 時 ， 珠 道 表 面 與 鋼 珠 因 不 斷 地 受 到 循 環 應 力 的 作 用 ， 一 但 到 達 滾 動 疲 勞 的 臨 界 值 ， 接 觸 面 就 會 開 始 產 生
17、疲 勞 破 損 ， 並 在 部 份 表 面 發 生 魚 鱗 狀 薄 片 的 剝 落 現 象 ， 此 種 現 象 叫 做 表 面 剝 離 。 壽 命的定 義即 為珠道表面及鋼 珠因材料疲 勞而產 生表面 剝離 時為止 的總 運 行距 離。 1-4-2 額 定 壽 命 直 線 導 軌 的 壽 命 ， 具 有 很 大 的 分 散 性 ， 即 使 同 一 批 製 造 的 產 品 ， 在 相 同 的 運 動 狀 態 下 使 用 ， 壽 命 也 會 所 有 不 同 ； 這 大 多 歸 咎 於 材 料 本 身 在 疲 勞 特 性 上 固 有 的 變 化 。 因 此 為 定 義 直 線 導 軌 的 壽 命 ，
18、 一 般 以 額 定 壽 命 為 基 準 ； 其 定 義 是 ： 以 一 批 同 樣 的 產 品 ， 逐 個 在 相 同 的 條 件 及 額 定 負 荷 下 運 行 ， 其 中90 未 曾 發 生 表 面 剝 離 現 象 而能達 到的 總運行距離。 1-4-3 壽 命 的 計 算 直 線 導 軌 的 壽 命 會 因 實 際 承 受 工 作 負 荷 而 不 同 ， 可 依 選 用 之 直 線 導 軌 的 基 本 動 額 定 負 荷 及 工 作 負 荷 推 算 出 使 用壽命 。 (1) 不 考 慮 環 境 因 素 影 響 ， 壽 命 計 算 如 下 所 示 。 (2) 若 考 慮 直 線 導 軌
19、 使 用 的 環 境 因 素 ， 其 壽 命 會 隨 運 動 的 狀 態 、 珠 道 表 面 硬 度 及 系 統 溫 度 而 有 所 變 化 。 1-4-4 壽 命 係 數 (1) 硬 度 係 數 ( f h ) 直 線 導 軌 的 珠 道 接 觸 表 面 硬 度 要 求 在 一 定 的 硬 化 深 度 之 硬 度 為HRC 5862 ， 倘 若 硬 度 值 無 法 達 到 要 求 的 水 準 ， 將 會 降 低 直 線 導 軌 的 額 定 負 荷 及 使 用 壽 命 ， 此 時 動 、 靜 額 定 負 荷 為 尺 寸 表 列 值 再 乘 以 對 應 的 硬 度 係 數 。 HIWIN 出 廠
20、之 直線導軌硬度要 求皆為HRC 58 以上，故 f h 為1 。 L= 3 3 C P 50km= 31mile C P ( ( ) ) Eq.1.2 L : 額定 壽命 C : 基 本動額 定負 荷 P : 工作 負荷 L : 壽 命 fh : 硬 度 係 數 C : 基 本 動 額 定 負 荷 ft : 溫 度 係 數 PC : 工 作 負 荷 fW : 負 荷 係 數 Raceway hardness Eq.1.3 L= 3 3 f h f t C f w P c f h f t C f w P c 50km= 31mile ( ( ) ) G99TC14-0801 表格1.2 負荷係
21、數 負 荷 狀 況 使 用 速 度 f w 無 衝 擊 力 且 平 滑 V 15 m/min 1 1.5 普 通 負 荷 力 15m/min V 60 m/min 1.5 2.0 受 衝 擊 力 及 振 動 V 60 m/min 2.0 3.5 MG 系 列 1-4-5 壽 命 時 間 的 換 算 依使 用速度 及頻率將 壽命距離 換算成壽命 時間 。 負 荷 狀 況 使 用 速 度 f w 無 衝 擊 力 且 平 滑 V 15 m/min 1 1.2 微 小 衝 擊 力 15 m/min V 60 m/min 1.2 1.5 普 通 負 荷 力 60m/min V 120 m/min 1.5
22、 2.0 受 衝 擊 力 及 振 動 V 120 m/min 2.0 3.5 HG/EG/RG 系 列 (2) 溫 度 係 數 ( f t) 系 統 溫 度 會 對 直 線 導 軌 的 材 質 有 影 響 ， 當 溫 度 高 於100 o C 時 直 線 導 軌 的 額 定 負 荷 及 使 用 壽 命 將 會 降 低 ， 此 時 動 、 靜 額 定 負 荷 為 尺 寸 表 列 值 再 乘 以 對 應 的 溫 度 係 數 。 由 於 有 些 配 件 是 塑 膠 材 質 較 不 耐 高 溫 ， 故 建 議 使 用 溫 度應低於100 o C 。 (3) 負 荷 係 數 (f w) 作 用 於 直
23、線 導 軌 的 負 荷 ， 除 裝 置 本 身 自 重 、 起 動 停 止 時 的 慣 性 負 荷 及 因 懸 置 而 產 生 的 力 距 負 荷 外 ， 還 有 因 運 動 伴 隨 而 來 的 振 動 及 衝 擊 負 荷 ， 此 種 型 式 的 負 荷 並 不 容 易 算 出 ， 根 據 經 驗 依 負 荷 狀 況 及 使 用 速 度 ， 建 議 將 計 算負荷值再乘以對應的負荷係數。 Temperature Eq.1.4 L h = 3 L 10V e 60 V e 60 = hr 3 3 C P 50 10 ( ) Lh : 壽 命 時 間 (hr) L : 壽 命 (km) Ve :
24、運 行 速 率 (m/min) C/P : 負 荷 比 1-5 工作負荷 1-5-1 工 作 負 荷 計 算 工 作 負 荷 的 計 算 方 式 會 隨 實 際 受 力 分 佈 的 情 形 而 產 生 變 化 ， 例 如 承 載 物 體 本 身 重 心 的 位 置 、 施 力 的 位 置 ， 以 及 運 行 時 起 動 、 停 止 的 加 速 度 慣 性 力 等 皆 對 負 荷 的 計 算 發 生 影 響 ， 因 此 使 用 直 線 導 軌 時 必 須 仔 細 考 慮 各 種負 荷狀況， 以計算出最 正確的負荷 值。 G99TC14-0801 Linear Guideways General
25、Information 直 線 導 軌 配 置 圖 受 力 分 佈 圖 單 個 滑 塊 負 荷 與 U 點 的 偏 移 量 (1) 單 個 滑 塊 承 受 負 荷 t1 P P t3 P t4 P t2 表格 1.3 負荷計算例 P t1 =P t3 = 4 + + W 4 F 2d F k P t2 =P t4 = 4 + - W 4 F 2d F k d K x=-Yu P t1 -P t2 d K P t1 -P t2 c K P 1 +P 3 4 K y=- F +Xu -Zu P 3 = P 1 = 4 - W 2d F l P 4 = P 2 = 4 + W 2d F l d K
26、x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 c K z=-Yu P 1 +P 3 P 4 =- P 1 2d + W h 2d F l P 4 =- P 1 2c + W h 2c F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 P 1 = 4 + + + W 4 F 2c F a 2d F b P 2 = 4 + + - W 4 F 2c F a 2d F b P 3 = 4 + - + W 4 F 2c F a 2d F b P 4 = 4 + - - W 4 F 2c F a 2d F b , d K x=-Zu
27、 P 1 -P 2 c K y=-Zu P 1 -P 3 4 K z=- F d K +Xu P 1 -P 2 c K -Yu P 1 -P 3 P t1 =P t3 = 4 + + W 4 F 2d F k P t2 =P t4 = 4 + - W 4 F 2d F k d K x=-Yu P t1 -P t2 d K P t1 -P t2 c K P 1 +P 3 4 K y=- F +Xu -Zu P 3 = P 1 = 4 - W 2d F l P 4 = P 2 = 4 + W 2d F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 c K
28、z=-Yu P 1 +P 3 P 4 =- P 1 2d + W h 2d F l P 4 =- P 1 2c + W h 2c F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 P 1 = 4 + + + W 4 F 2c F a 2d F b P 2 = 4 + + - W 4 F 2c F a 2d F b P 3 = 4 + - + W 4 F 2c F a 2d F b P 4 = 4 + - - W 4 F 2c F a 2d F b , d K x=-Zu P 1 -P 2 c K y=-Zu P 1 -P 3 4 K z=- F d K
29、 +Xu P 1 -P 2 c K -Yu P 1 -P 3 P t1 =P t3 = 4 + + W 4 F 2d F k P t2 =P t4 = 4 + - W 4 F 2d F k d K x=-Yu P t1 -P t2 d K P t1 -P t2 c K P 1 +P 3 4 K y=- F +Xu -Zu P 3 = P 1 = 4 - W 2d F l P 4 = P 2 = 4 + W 2d F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 c K z=-Yu P 1 +P 3 P 4 =- P 1 2d + W h 2d F l
30、P 4 =- P 1 2c + W h 2c F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 P 1 = 4 + + + W 4 F 2c F a 2d F b P 2 = 4 + + - W 4 F 2c F a 2d F b P 3 = 4 + - + W 4 F 2c F a 2d F b P 4 = 4 + - - W 4 F 2c F a 2d F b , d K x=-Zu P 1 -P 2 c K y=-Zu P 1 -P 3 4 K z=- F d K +Xu P 1 -P 2 c K -Yu P 1 -P 3 P t1 =P t3
31、= 4 + + W 4 F 2d F k P t2 =P t4 = 4 + - W 4 F 2d F k d K x=-Yu P t1 -P t2 d K P t1 -P t2 c K P 1 +P 3 4 K y=- F +Xu -Zu P 3 = P 1 = 4 - W 2d F l P 4 = P 2 = 4 + W 2d F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 c K z=-Yu P 1 +P 3 P 4 =- P 1 2d + W h 2d F l P 4 =- P 1 2c + W h 2c F l d K x=-Zu P 1 +
32、P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 P 1 = 4 + + + W 4 F 2c F a 2d F b P 2 = 4 + + - W 4 F 2c F a 2d F b P 3 = 4 + - + W 4 F 2c F a 2d F b P 4 = 4 + - - W 4 F 2c F a 2d F b , d K x=-Zu P 1 -P 2 c K y=-Zu P 1 -P 3 4 K z=- F d K +Xu P 1 -P 2 c K -Yu P 1 -P 3 P t1 =P t3 = 4 + + W 4 F 2d F k P t2 =P t4 = 4 + - W
33、4 F 2d F k d K x=-Yu P t1 -P t2 d K P t1 -P t2 c K P 1 +P 3 4 K y=- F +Xu -Zu P 3 = P 1 = 4 - W 2d F l P 4 = P 2 = 4 + W 2d F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 c K z=-Yu P 1 +P 3 P 4 =- P 1 2d + W h 2d F l P 4 =- P 1 2c + W h 2c F l d K x=-Zu P 1 +P 2 y=0 d K z=-Xu P 1 +P 2 P 1 = 4 + + + W
34、 4 F 2c F a 2d F b P 2 = 4 + + - W 4 F 2c F a 2d F b P 3 = 4 + - + W 4 F 2c F a 2d F b P 4 = 4 + - - W 4 F 2c F a 2d F b , d K x=-Zu P 1 -P 2 c K y=-Zu P 1 -P 3 4 K z=- F d K +Xu P 1 -P 2 c K -Yu P 1 -P 3 G99TC14-0801 考 慮 加 減 速 度 的 範 例 單 個 滑 塊 承 受 的 作 用 力 1-5-2 平 均 負 荷 計 算 在 運 行 中 滑 塊 承 受 的 負 荷 有 時
35、並 不 是 均 等 的 ， 比 方 搬 送 裝 置 的 運 行 ， 其 前 進 時 額 外 承 受 貨 物 的 重 量 ， 退 回 時 則 只 承 受 裝 置 本 身 的 重 量 ， 負 荷 呈 現 階 梯 式 變 化 ， 因 此 必 須 求 出 運 行 中 的 平 均 負 荷 以 計 算 壽 命 。 平 均負 荷的定 義是與負荷 變動條件下 壽命 相等的 等效 負荷 值 。 表格1.5 平均負荷計算例 (2) 慣 性 力 負 荷 表格1.4 慣性力負荷計算例 推力 F : 驅 動 推 力 (N) W : 裝 置 重 量(N)g : 重 力 加 速 度(9.8m/sec 2 ) P 3 = P
36、 1 = P 4 = P 1 4 W 4 + W 2 1 g W t1 V c d l P 4 = P 2 = 4 + W 2 1 g W t3 V c d l P 4 = P 2 = 4 - W 2 1 g W t1 V c d l P 3 = P 1 = 4 - W 2 1 g W t3 V c d l 負 荷 變 動 種 類 平 均 負 荷 力 P 3 = P 1 = P 4 = P 1 4 W 4 + W 2 1 g W t1 V c d l P 4 = P 2 = 4 + W 2 1 g W t3 V c d l P 4 = P 2 = 4 - W 2 1 g W t1 V c d
37、l P 3 = P 1 = 4 - W 2 1 g W t3 V c d l P m = + +.+ 1/L(P 1 L 1 L 2 L n ) P 2 P n 3 3 3 +2 P m = 1/3 ( P min P max ) 0.65 P m = P max 3 P m : 平 均 負 荷 P n: 變 動 負 荷 L : 總 運 行 距 離 L n : 受P n 負 荷 的 運 行 距 P m = + +.+ 1/L(P 1 L 1 L 2 L n ) P 2 P n 3 3 3 +2 P m = 1/3 ( P min P max ) 0.65 P m = P max 3 P m =
38、 + +.+ 1/L(P 1 L 1 L 2 L n ) P 2 P n 3 3 3 +2 P m = 1/3 ( P min P max ) 0.65 P m = P max 3 P m : 平 均 負 荷 P min: 最 小 負 荷 P max: 最 大 負 荷 P m : 平 均 負 荷 P max: 最 大 負 荷 等速 加速 減 速 階 梯式 變 動 正弦式變動 單調式變動 G99TC14-0801 Linear Guideways General Information = P e P + s P l = P e P + s 0.5 P l P s P l when when =
39、 P e P + l 0.5 P s P l P s 1-5-3 兩 個 方 向 等 效 負 荷 計 算 HIWIN 直 線 導 軌 能 承 受 上 、 下 、 左 、 右 四 個 方 向 負 荷 ， 故 在 使 用 直 線 導 軌 時 有 可 能 同 時 受 到 垂 直 方 向 負 荷 ( P s ) 及側方 向負 荷( P l ) ，可 依照下列公 式換算等效負荷( P e ) 。 l HG/EG 系 列 MG 系 列 1-5-4 直 線 導 軌 使 用 壽 命 的 計 算 例 根 據 經 驗 選 用 直 線 導 軌 的 型 式 、 規 格 ， 再 依 實 際 使 用 情 況 估 算 單
40、個 滑 塊 最 大 工 作 負 荷 ， 計 算 動 額 定 負 荷 與 工 作負 荷之負 荷比 推算出其 使用壽命。 Eq.1.5 Eq.1.6 Eq.1.7 當 當 G99TC14-0801 表格1.6 壽命的計算例 1-6 摩擦力 直 線 導 軌 藉 由 鋼 珠 做 滾 動 導 引 ， 故 其 摩 擦 力 可 以 減 小 到 傳 統 滑 動 導 引 的1/50 ， 尤 其 是 靜 摩 擦 非 常 小 、 和 動 摩 擦 沒 有 太 大 的 差 別 ， 因 此 不 會 發 生 空 轉 打 滑 的 現 象 而 能 實 現 微 米 級 的 運 動 精 度 ； 一 般 而 言 ， 直 線 導 軌
41、的 摩擦 係數 約為0.004 。 其中 刮油 片阻力因 規格不同而 異，其值列 於各 規格之 摩擦 力章節 。 直 線 導 軌 的 使 用 規 格 設 備 尺 寸 加 工 條 件 型 式: HGH 30 CA C : 38.74 kN C 0: 83.06 kN 預 壓: ZA d : 600 mm c : 400 mm h : 200 mm l : 250 mm 裝 置 本 身 的 重 量 (W) : 4 kN 鑽 孔 作 用 力 (F) : 1 kN 系 統 溫 度: 常 溫 負 荷 狀 態: 普 通 負 荷 l P max = P 4 =- P 1 2d - W x h F x l 2
42、d = =0.458(kN) 0.458(kN) P c =P max + P Z =0.458+(38.74 0.07)=3.17(kN) - 4 x 200 2 x 600 1 x 250 2 x 600 L= 3 3 f h x f t x C x f w x P c 1 x 1x 38.74 2x 3.17 x 50= x 50=11,400(km) ( ( ) ) 滑塊承受負荷計算 最大 工 作 負 荷(P c) 的計 算等 於P max 與 預壓力 的總 合 壽命L 計算 Eq.1.8 = F W +S F: 摩 擦力 (kN) S: 刮 油片阻力 (kN) : 摩擦力係數 W:
43、運動 垂 直方向負 荷 (kN) G99TC14-0801 Linear Guideways General Information 1-8 導軌接牙件 導 軌 接 牙 安 裝 時 必 須 依 照 導 軌 上 標 示 順 序 安 裝 ， 以 確 保 直 線 導 軌 精 度 ； 且 建 議 配 對 之 導 軌 接 牙 位 置 最 好 能 錯 開，以 避免床 台至接牙 處因不同導 軌差異而造 成精度 不 良 。 1-7-2 潤 滑 油 (OIL) 建 議 客 戶 使 用 油 黏 滯 力 約 為32150cst 之 潤 滑 油 潤 滑 直 線 導 軌 。HIWIN 可 根 據 客 戶 需 要 在 原
44、 先 放 油 嘴 的 位 置 安 裝 油 管 接 頭 ， 因 此 客 戶 只 要 將 機 台 預 設 之 油 管 接 上 油 管 接 頭 即 可 。 潤 滑 油 的 損 耗 比 潤 滑 油 脂 更 快 ， 使 用 時 必 須 注 意 供 油 是 否 充 足 ， 若 潤 滑 不 足 易 造 成 直 線 導 軌 異 常 磨 耗 降 低 其 壽 命 ， 建 議 打 油 頻 率 約 為0.3cm 3 /hr ， 客 戶 可依 其使用 狀況 斟酌使用 。潤滑油適 用於各種負 載及速 度 的 場合， 但由 於潤滑 油易 揮 發不 適用於 高溫 潤 滑。 1-7 潤滑 直 線 導 軌 若 沒 有 適 當 的
45、 進 行 給 予 潤 滑 ， 滾 動 部 分 的 摩 擦 就 會 增 加 ， 長 期 的 使 用 下 來 會 成 為 縮 短 壽 命 的 主 要 原 因。潤 滑劑 便提供下 列幾種作用 ： 減少滾 動部 分的摩擦 、防止燒傷 並降低磨損 。 在滾動 的面 與面之間 形成油膜， 可延長滾動 疲 勞壽命 。 防止生 鏽。 1-7-1 潤 滑 油 脂 (GREASE) 每 組 直 線 導 軌 在 出 廠 前 可 封 入 鋰 皂 基 潤 滑 油 脂 以 潤 滑 珠 槽 軌 道 ， 雖 然 潤 滑 油 脂 較 不 易 流 失 ， 但 為 避 免 因 潤 滑 損 耗 造 成 潤 滑 不 足 ， 建 議 客
46、 戶 使 用 距 離 達100 km 時 ， 應 再 補 充 潤 滑 油 脂 一 次 ， 此 時 可 用 注 油 槍 藉 由 滑 塊 上 所 附油嘴 ，將 油脂打入 滑塊中。潤 滑油脂適用 於速度不 超過60m/min ，且對 冷卻 作用無 要求的 場合 。 T : 注 油頻 率 (hour) V e : 速度 (m/min) T= 100 1000V e 60 hr Eq.1.9 G99TC14-0801 01-9 直線導軌的配置 直線 導軌 能 承 受 上 、 下、左、 右方向負荷 ，因 此可根 據機 台結構 與工 作負荷 方 向配 置直線 導軌 組 。 單 支 導 軌 有 承靠 面配置
47、兩 支 導 軌 滑 塊移 動配置 HGW 型 滑 塊裝 配螺栓 取 不 同方向 配置 背 向 兩 支 導 軌配 置 相 對兩支導 軌配置 全 面固定配 置 兩 支導軌滑 塊移動配置 G99TC14-0801 Linear Guideways General Information 直 線 導 軌 必 須 根 據 機 台 使 用 狀 況 ， 如 受 振 動 、 衝 擊 力 的 程 度 ， 要 求 的 行 走 精 度 及 機 台 限 制 而 設 定 其 安 裝 方 法。 1-10-1 基 準 軌 與 從 動 軌 當 非 互 換 型 直 線 導 軌 配 對 使 用 時 ， 需 注 意 基 準 軌 與 從 動 軌 之 差 異 。 基 準 軌 側 邊 基 準 面 精 度 較 從 動 軌 高 ， 可 作 為床台 安裝承 靠面。基 準軌上有刻 上MA之 記號，如圖所示 。1-10-2 床 台 受 到 振 動 及 衝 擊 力 作 用 ，
