Аэростатические направляющие

Разделения трущихся поверхностей в аэростатических направляющих добиваются подачей в карманы воздуха под давлением. В результате между сопряженными поверхностями направляющих образуется воздушная подушка. По конструкции аэростатические направляющие напоминают гидростатические. Рабочую поверхность делят на несколько секций, в которых располагаются карманы. Подвод и распределение воздуха к каждой секции независимые.

Недостатки аэростатических опор и направляющих, по сравнению с гидростатическими, заключаются в малой нагрузочной способности, невысоком демпфировании колебаний, так как вязкость воздуха на четыре порядка меньше вязкости масла, низкими динамическими характеристиками, склонностью к отказам из-за засорения магистралей и рабочего зазора. Динамические характеристики можно улучшить, применяя аэростатические направляющие закрытого типа, а поднять нагрузочную способность за счет автономной системы питания от отдельного компрессора.

Преимущества аэростатических направляющих состоят в том, что они при движении обеспечивают низкий коэффициент трения, а при отключении подачи воздуха очень быстро создается контакт поверхностей с большим трением, обеспечивающим достаточную жесткость фиксации узла станка в заданной позиции. Отпадает необходимость в фиксирующих устройствах, в которых нуждаются гидростатические направляющие.

Направляющие качения

Направляющие качения имеют хорошие характеристики трения, равномерность и плавность движения, точность установочных перемещений и длительно сохраняют точность; в них малое тепловыделение, их просто смазывать. Направляющие качения более просты и экономичны в использовании, обладают более высокой динамикой, жесткостью восприятия нагрузок, менее энергозатратны, лучше воспринимают нагрузки (и статические и динамические), обеспечивают плавность хода, уступая гидростатическим направляющим лишь по демпфирующим свойствам.

Наибольшее распространение в станках получили направляющие скольжения и качения. Направляющие скольжения (рис. 2.3) обычно изготовляют из серого чугуна. Чугун используется в тех случаях, когда направляющие выполняются как одно целое со станиной или подвижным узлом. Износостойкость направляющих повышают поверхностной закалкой до твердости 42...56 HRC.

Накладные направляющие изготовляют из стали, закаленной до твердости 58...63 HRC. Чаще всего используют сталь 40Х с закалкой токами высокой частоты (ТВЧ), а также стали 15Х и 20Х с последующей цементацией и закалкой. Перспективным материалом для накладных направляющих скольжения являются пластмассы.

По виду трения скольжения различают следующие направляющие:

· гидростатические (рис. 2.4) — направляющие главного движения и подачи; в этих направляющих смазочный слой создается подачей масла под высоким давлением в специальные карманы необходимых размеров;

· со смешанной смазкой — большинство направляющих движения подачи;

· с граничной смазкой — направляющие подачи, работающие при очень малых скоростях скольжения;

· с воздушной смазкой — аэростатические.