1.4.1 定義
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌具有非線性、遞減的彈性變形行為:滾動元件在小外力時相對柔軟,隨外力增加而變得更剛硬。導軌以預壓預先加載,等於先移除了一部分彈性變形,因此提高整個系統的剛性。
下圖以滾珠為例,顯示預壓對變形行為的影響。
預壓會:
- 改變剛性,進而改變導引系統的固有頻率
- 影響滑座的行程脈動
- 提高滑座的位移阻力
- 增加作用於滑座的負載,因而降低額定使用壽命——計算使用壽命時,預壓須以額外作用力計入
因此預壓的選擇,始終是剛性、位移阻力與使用壽命之間的取捨,須依應用權衡。SCHNEEBERGER 為此提供四種預壓等級 V0、V1、V2、V3。
以 MR 45 滾柱導軌為例的額定使用壽命對預壓與力的關係。橫軸為 P/C(%,等效力 P÷動負載額定值 C),縱軸為額定壽命 Lnom(km)。
1 低預壓 V1 2 中預壓 V2 3 高預壓 V3 Lnom 額定使用壽命 P 等效力 C 動負載額定值
1.4.2 產生
滑座中的預壓 V,是以干涉配合的滾動元件產生:滾動元件直徑比導軌與滑座之間的間隙大數微米,因此滑座在推入導軌時側翼被撐開,預壓即來自滑座本體彈性的回復力。預壓力的大小,由選用對應的滾動元件直徑決定。
由滾動元件產生、作用於滑座的預壓力 Fvsp。圖示為研磨完成的滑座頂面。
1.4.3 SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌
預壓等級
SCHNEEBERGER 為滾柱與滾珠的 MONORAIL 導軌提供三或四種預壓等級。詳見第 4.5 節「預壓」。
預壓的量測
預壓不僅使側翼鼓起,也使滑座頂面產生微小下沉。這個頂面變形量與預壓力大小成正比,因此被用來量測與檢驗預壓。
預壓的一致性
注意——滑座變形造成預壓損失:為確保滑座安裝後維持預設的預壓,必須遵守本手冊對連接結構所訂的平整度規範;否則鎖緊時滑座變形,可能造成預壓損失或預壓增加。
SCHNEEBERGER MONORAIL 導軌的一項特點是:無論預壓為何,滑座頂面在任何導軌上都保持水平;不同預壓的滑座可用於任何導軌,設定的預壓全程維持。