插件机导轨的选择

插件机运行中导轨起到承载和运行导向的作用，因此导轨的选择影响到插件机的使用寿命和工作强度。下面详细说明计算方法和思路。

根据给定的工作载荷和重量计算导轨

根据给定的工作载荷 F_z和估算的重量 W_x和 W_y计算导轨的静安全系数f_SL =C₀/P，式中：C₀ 为导轨的基本静额定载荷 k_N；工作载荷 P=0.5(F_Z+W)；f_SL =1.0~3.0(一般运行状况)，3.0~5.0（运动时受冲击、振动）。因系统受很小冲
击,因此取 =0.2。
C₀=f_SL P_x,y （4-4）
公式（4-4）参见机床设计手册。
P_x =0.5(F_z +W_x ) =0.5(2000+1044.89) =1522.45N
P_y =0.5(F_z +W_y ) =0.5(2000+1014) =1507N
C_0x =f_SLP_x=2*1522.45=3044.9N
C_0y =f_SLP_y=2*1507=3014N

根据计算额定静载荷初选导轨：

根据计算额定静载荷初选导轨，选择台湾生产的 HIWIN 微小型直线导轨 MGW 系列滚动直线导轨,其型号为：MGW9H。基本参数如下：

额定载荷	/ kgf	静态力矩	/ kgf ⋅m		滑座重量/g	导轨重量 kg/m	导轨长度
动载荷Ca	静载荷C0	TA	T B	T C	Kg	Kg /m	L(mm)
350	600	5.56	3.47	3.47	57	0.91	700
滑块个数	2

由上表可知，初选导轨的额定动载荷 C_a=350kgf =350×9.8=3430N，依据使用速度 v（m/min）=2m/min 和初选导轨的基本动额定载荷C_a ( KN )验算导轨的工作寿命：

额定行程长度寿命：

• T_s=K(f_Hf_Tf_c/f_W*c_a/F)³ （4-5）
• f_H ——硬度系数，当导轨面硬度为 HRC58—62 时，硬度系数为 1.0；
• f_T ——温度系数，工作温度为 100 时Tf =1，150 时 f_T =0.92；
• f_C ——接触系数，装两个滚动导轨时f_C =0.81；
• f_W ——载荷系数，有冲击振动时，f_W =1.5—2.0。
• 现取 f_T=1,f_W=1,f_C=0.81,f_H =1,
• K=50
• F=F_m/M=1000/2=500
• T_s=K(f_Hf_Tf_c/f_W*c_a/F)³ =50(1x1x0.81/1*3430/500)³ =8578..224km

导轨的额定工作时间寿命：

• T_h=T_sx10³ / 60V_m ( 4-6 )
• T_h=T_sx10³ / 60V_m =8578.224×10³ /60×2 =71485.204h

选定导轨的时间寿命远大于设计要求的使用寿命 15000h，所以所选导轨的
工作寿命足够。

备注：导轨滑块是一套组合，有些地方称之为导轨滑座。

以上内容是插件机导轨的选择技术参数和设计思路，下一节我们聊步进电机的选型。