1.2.1 滑座與導軌
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌系統由導軌和滑座組成,滑座內裝有滾動元件。 滾動元件在封閉於滑座內的軌道上運行,從而使滑座能夠在導軌上實現無限的線性運動。 滾動元件軌道分為負載區和回程區。
圖 1.5 - 滑座與導軌結構:1 滑座 2 導軌
滾動元件循環單元
滾動元件循環單元位於滑座內部,包含負載區和回程區。 在負載區,滾動元件承受並傳遞外部負載; 在回程區,滾動元件無負載狀態返回。
參考面與固定
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌通過導軌底面和側向定位面固定到周圍結構上。 導軌底面的支撐面由 SCHNEEBERGER 設計為完整表面積,以在導軌與周邊結構的接合處實現最大可能的剛性。
側向定位面標準設計為單側,用於與連接結構的側向支撐和定向。 也可根據要求提供雙側定位面。
固定孔配置
使用螺紋固定孔
將滑座固定孔作為通孔使用
帶有通孔的導軌
從下方帶有螺紋固定孔的導軌
精度要求
安裝和定位面的品質及其相互位置關係會影響導軌的幾何精度和使用壽命。 因此,這些表面需要按照高品質標準進行精密加工。
1.2.2 個別元件與配件
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的滑座由多個元件組成。 核心是由高級滾珠軸承鋼製成的負載體,帶有固定孔以及滾動元件的軌道和回程孔。
滾動元件
使用滾柱或滾珠作為滾動元件,均由硬化滾珠軸承鋼製成。
導向元件
滑座體的另一個元件是帶有整合式縱向刮片器的合成導向元件。
循環單元
滾動元件的循環單元也是滑座體的一個元件。
前板
前板帶有整合式橫向刮片器,用於密封滑座前端並負責分配潤滑劑。
圖 1.6 - MONORAIL MR 滾柱導軌的基本設備
基本設備元件:
配件選項
滑座可通過配件升級,例如附加刮片器、金屬刮片器或潤滑板, 這些配件安裝在前板前方,支援系統對特定應用的選配適應。
圖 1.7 - MONORAIL MR 滾柱導軌的配件選項
配件選項:
1.2.3 類型與設計原則
適用標準
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌有多種尺寸與類型。為使這些機械元件有一致的標準,最重要的設計元素已彙編在行業標準 DIN 645 第 1 部分中;除型式外,該標準也定義導軌與滑座的主要尺寸與精度等級。SCHNEEBERGER MONORAIL MR 與 BM 產品符合此標準,因此可互換。
除標準化設計外,SCHNEEBERGER 也提供多種特殊應用變體,例如特殊導軌斷面、附齒條導軌、短滑座或重負載設計。
重要產品標準
個別元件
滾動元件排列
滾動元件的列數和排列取決於滾動元件形狀、滾柱接觸、可用安裝空間、 可傳遞的力以及其他因素。有兩列、四列或更多列滾動元件的導軌。
導軌類型:
SCHNEEBERGER MONORAIL 滾柱導軌
幾何結構:
- 4 列
- 線接觸
- O 型幾何結構
SCHNEEBERGER 產品:
- MONORAIL MR
- MONORAIL AMS 3B
- MONORAIL AMSABS 3B
- MONORAIL AMSA 3L
導軌類型:
SCHNEEBERGER MONORAIL 滾珠導軌
幾何結構:
- 4 列
- 2 點接觸
- O 型幾何結構
SCHNEEBERGER 產品:
- MONORAIL BM
- MONORAIL BZ
- MONORAIL AMS 4B
- MONORAIL AMSABS 4B
X 型和 O 型幾何結構
成型軌導軌的軌道排列區分為 X 型幾何結構和 O 型幾何結構。 採用所謂的 O 型幾何結構時,滾動元件軌道偏移 90°,可實現較大的內部間距。 因此,導軌能夠一致地承受來自各個方向的高負載力和力矩。
X-geometry with spacing as
X 型幾何結構,間距 as
O-geometry with spacing as
O 型幾何結構,間距 as
接觸角
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的軌道以特定角度排列,使其能夠承受來自不同方向的力。 接觸角 α 根據 DIN ISO 14728 定義為作用在導軌上的力的方向與接觸線之間的角度。
Contact angle of the rolling element with the guide rail
滾動元件與導軌的接觸角
接觸角參數說明:
SCHNEEBERGER 接觸角
所有 SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的接觸角均為 α = 45°, 因此可同時承受來自各個方向的大負載力。
1.2.4 材料
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的導軌和滑座使用高級工具鋼和各種高級塑膠作為材料。 配件部分使用有色金屬和鋁。
| 元件 | 材料 |
|---|---|
| 導軌 | 滾珠軸承鋼,軌道或整根導軌硬化 |
| 滑座體 | 滾珠軸承鋼,本體完全硬化 |
| 滾動元件 | 滾珠軸承鋼,硬化 |
| 前板 | PA,注塑成型 |
| 循環單元 | POM 和聚醯胺,注塑成型 |
| 附加刮片器 | NBR 或 FPM(Viton)用於密封唇,不鏽鋼用於載板 |
| 金屬刮片器 | 不鏽鋼,防腐 |
| 讀頭 | 不鏽鋼,防腐 |
1.2.5 硬化製程
為了達到足夠高的負載能力與長使用壽命,成型軌導軌與滾動元件接觸的表面必須具有高表面硬度。為此,導軌與滑座可只硬化滾動元件軌道,或將整根導軌與整個滑座本體硬化。
導軌
SCHNEEBERGER 同時提供感應硬化軌道與完全硬化兩種導軌。除了達成足夠的負載能力外,導軌的硬表面相較於較軟的表面,依應用可帶來以下優點:

感應硬化導軌,以 MR 導軌為例,顯示硬化區域 (1)

完全硬化導軌,以 MR 導軌為例
- 刮片壽命長
- 表面可作為保護蓋的滑動面(僅完全硬化導軌)
- 保護導軌不受進入的切屑侵入(僅完全硬化導軌)
滑座
滑座的鋼製本體,是在整個使用壽命內維持穩定精度、達成長壽命的關鍵元件。為在整個運轉期間、即使承受極端負載也不使滑座產生塑性變形,SCHNEEBERGER 所有產品皆採用高級滾珠軸承鋼;不僅是運轉面,整個滑座斷面都經硬化。因此即使負載超過建議值,SCHNEEBERGER 滑座原則上不會發生塑性變形,仍能保持出廠設定的特性。
力 F 對變形 dx 作用直至斷裂點。感應硬化滑座在過載時會塑性變形,變形量 x 持續增加。
圖例:1 受載 2 卸載 紅線=完全硬化 灰線=感應硬化
完全硬化滑座的優勢:
- 滑座本體在整個運轉期間具有高尺寸穩定性
- 過載或碰撞時,滑座不產生塑性變形
- 無不定的幾何誤差與預壓損失
- 直到斷裂點皆有高吸收力
- 滑座內研磨的定位面在運輸、儲存、安裝與試運轉過程中不會受損或刮傷