综述

新型工业化下的直线传输系统种类很多：：直线导轨系统（滚动体为球/滚子），V形滚轮导轨系统（滚动体为球/圆锥滚子），丝杠类导轨系统（滚动体为球），滚轮单元组导轨系统（滚动体为滚子/滚针/圆锥滚子）。根据不同终端客户的具体要求，如：线速度，承载，定位精度等，会有不同选择。

KIS关注重载工况下的直线传动系统滚轮轴承需求，通过分析滚轮轴承的布置及载荷、线速度与定位精度、润滑方式等信息，对滚轮机构的刚性及使用寿命等方面为客户提供全方位的解决方案。

01滚轮轴承：重载直线传动的理想选择

滚轮轴承外圈一般采用外圈截面较厚的设计，这样可以保持在外圈加载状态下具有足够的刚性。当外圈在轨道上面做滚动运动时，由于径向载荷的作用，会使外圈产生一定的弹性变形，刚性高，则变形小，可以使滚道内滚动体与滚道之间保持较大的接触区域。从而提供足够高的承载能力，因此滚轮轴承可以应用于较重负荷和较高冲击负荷的工况。

02重载滚轮轴承单元通用布置方案：

🙂方案一：螺栓滚轮轴承布置

直接使用螺栓滚轮轴承，有螺纹且配备螺母，相比无轴滚轮轴承更便于安装。使用此类轴承可以基本满足重载

工况下的一般需求，但存在以下不足：

1.轴承装配拆卸繁琐

2.重载工况下长期使用，单元框架易变形，最终影响整个单元寿命，同时影响定位精度

3.定位精度降低，加剧螺栓滚轮轴承磨损

🙂方案二：螺栓滚轮轴承+套筒布置

为便于单元件滚轮安装拆卸，采用套筒设计，同时也使整体机构刚性稍有提高。相较于方案一，

1.整体框架变形程度会有所降低

2.单元定位精度会受一定影响

3.仍然没有彻底解决长期使用后的轴承磨损导致的精度和寿命的影响

🙂方案三：滚轮轴承+轴套筒布置

方案三采用滚轮轴承和轴的组合设计，大大增加了整体机构的结构刚性。在重载工况下，

1.长时间使用也基本不会发生框架变形

2.可以长期保证高定位精度

3.可以大大提高整体机构的使用年限。

03KIS AP重载布置设计方案对比  

方案一实例：

某重载工况项目中，原始设计采用螺栓滚轮PWKR 52 2RS安装，所以PWKR 52 2RS与框架接触面积有限：轴直径(20mm)，轴长度(40.5mm)，其中轴颈部位长度最大30mm，这样轴颈与机构支承部位接触区域最大为30mm(长度)X20mm（直径）Xπ的面积范围(图1)。

整体布置分析：

在长期重载工况下，由于接触面积有限，导致该位置框架刚性不足，从而导致如下问题：

1.滚轮轴承位置发生偏移，轴承外圈外径与直线轨道之间产生夹角（图3与图4对比），导致边缘局部赫兹应力加大，加剧磨损，

2.影响定位精度

3.影响整体单元的寿命。

KIS重载布置方案：

将PWKR 52 2RS替换为PWTR 2052 2RS，且采用方案三的整体布置。这样的布置方案在重载工况下有三点优势：

😊优势1：增加刚性

方案三的布置中轴颈与机构支承部位接触区域变大：75mm(长度)X58mm（直径）Xπ，大大增加了孔与轴的刚性，从而保证重载工况下，能够保持长期的定位精度及长寿命。

试验验证：KIS通过专业的模拟软件对方案一及方案三进行了数据分析对比，具体如下：

工况承载：单个轴承径向载荷8000N

对比数据维度：轴应力及轴挠曲变形

分析结果：

在同等工况下，KIS推薦方案可以降低轴最大应力值13%以上，降低轴挠曲量50%。这样保证在长期重载工况下，不易产生变形，可以有效保证定位精度，且始终保持滚轮与轨道处于良好的运动状态。

😊优势2：优化承载

KIS推荐方案三中的PWTR型轴承承载对比方案一中的PWKR型轴承承载：

有效动载提升：6.61%                                      有效静载提升：5.78%

😊优势3：易于维护

采用套筒型轴结构，安装拆卸便捷且易于更换，提高运营及生产效率。（比较图1与图2）

挑战重载，KIS助您一臂之力！

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