直线轴承的相关知识详解

对3种直动导向零件的特征进行一下大致的比较，总结如下表。

■ 直线轴承和无油衬套

■ 直线导轨

b）可动组件是在固定于基座的导轨上运动，承载特性优异（【照片2】）

2）摩擦系数方面的性能差异

　在这里，导向滑动方法的差异(滚珠滑动或表面滑动)决定性能差异。摩擦系数的差异，直接关系到驱动执行机构的选择。

a）摩擦阻力小=摩檫力小=用小转矩电机可驱动=将回转换为直动

b）摩擦阻力大=摩檫力大=需要大转矩或推力驱动=用直动气缸直接驱动

■使用上的注意点

1. 摩擦系数的大小会影响到驱动设备的能力以及运动时的发热量。无油衬套不适用于工作条件为发热量较大的连续高速运动

2. 采用气缸的情况下，不能像电机一样控制初始/停止时的速度，可通过安装减震阻尼器等柔性制动机构，来实现高速运动和振动抑制。

3）导向精度方面的性能差异

　基本上是由轴承和导轨间的间隙来决定的性能。

a） 直线轴承采用圆柱形轴作为导轨，轴承和导轨之间的间隙采用「间隙配合：g6」或者「过渡配合：h5」，保持微小「间隙」状态进行滑动。

b） 直线导轨采用专用的导轨，小间隙型(0〜3μm)或加压型(-3〜0μm)那样的高精度轴承和导轨成对使用。

c） 无油衬套与直线轴承相比，与导轨(轴)之间的间隙较大，导向精度较低。

■使用上的注意点

　直线轴承和直线导轨，各自滚珠和导轨间的接触状态不同。直线轴承为点接触状态，接触部局部承受较大载荷。直线导轨的导轨与滑块滚珠接触部采用凹槽形状，使得滚珠与导轨面呈面接触状态，接触部载荷呈分散状态。在滑动部接触状态方面两者的承载特性也存在差异。(【图1】【图2】)

4）关于耐环境性和可维护性

这种性能差异是由构成材料的差异决定的。

a） 直线轴承和直线导轨由于润滑油(润滑脂)的效果可实现长期可靠性，因此在工作环境不能超出润滑油的耐环境性指标。

b） 无油衬套一般用于无润滑油也可实现其性能的工作环境，耐环境性和可维护性好。

下面说明一下直线轴承外形形状的不同点（直线型和法兰型）区分及组装时的注意点。

　【照片1】为直线型、【照片2】为法兰型。

　【照片2】的法兰型轴承有以下优点。

【图1】是法兰型线性轴承的紧凑结构说明图。直线轴承与法兰组装构造、轴套外形过长，而带法兰直线轴承采用一体化构造、结构紧凑。可实现保持耐载荷性能的紧凑化设计。

　直线轴承分为自体可动构造和轴承固定使轴回转2种类型。【图2】为将轴作为导向轴的X-Y-Z-θ驱动台的构造图。可做如下分类。

a）部的X轴可动部用直线轴承承受可动体重量的惯性力、直线轴承需要紧密固定。

b）部直线轴承固定于轴承座，由于采用气缸驱动轴部构造，直线轴承的轴向固定部只承受摩擦力的反作用力，因此采用了直线型紧凑化设计。另外、Y轴直线轴承的设置方向相对θ驱动台的回转轴、2根轴反向设定，直线轴承相对于回转力矩也能够实现高刚性化。

c）部如果从轴可动方向上考虑，与b)部相同、不会承受较大的力。

（3）直线轴承的安装方法和注意点

（1）直线轴承的安装方法

　直线轴承一般采用扣环或挡板固定的安装方法（参考【照片3】、【图3】）。

（2）直线轴承安装角度的注意点

　直线轴承因轴径大小和类型、轴承的滚珠列数不同。直线轴承的滚珠列数一般为4列〜6列等角度配置。直线轴承水平方向使用的情况下，安装角度尽可能避免滚珠列位于正上方（【图4】的左图）的位置，因为滚珠列处于正上方时容易产生集中负载。

　【图4】为5列滚珠轴承、其额定载荷比率值（右图÷左图）如下。因此应尽量参考上图的安装角度进行安装。

a）轴承长度和承载性能的关系

　轴承越长则轴承支撑点越多、各轴承接触点所需承载载荷越小。这一结论可根据[1] 、[2] 、[3] 种类的直线轴承长度不同，额定载荷依次增大的实际情况分析得出。
因此，选择轴承长度较长的直线轴承，能够提高产品承载性能（＝寿命增长、可靠性增加）（【图1】）。

b）轴承长度和导向精度的关系

轴承长度越长，导向精度越高。

因此通过增加轴承长度，可以提高承载性能和导向精度。所以类型 [4] （采用2个单衬型的专用设计）直线轴承常被用于某种程度的高精度工作环境下。（【图4】）

表面处理的特性比较

直线轴承的特征，说明如下：

【图4】是Y轴采用直线轴承和滚珠丝杠构造的驱动机构。通常应用于要求单位进给或有定位精度要求的机构

气缸驱动无法控制启动停止时的速度，需要通过使用缓冲器来减少停止时的冲击。（【照片2】）。

与【照片4】结构类似，传送带下部的升降导向（【图6】）以及定位机构（【图7】）等也采用法兰型线性轴承构造。