直动导承的发展趋势

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1直动导承的作用
    机械运动是由直线、转动运动以及这两种运动的复合构成的。早在100多年前开发出的滚动轴承使转动运动“滚动”化，但是直线运动的“滚动”化却实现得很晚。
    1972年日本THK公司开发的直动导承（Linear Motion Guide，以下记作LM导承）使机械的直线运动部分“滚动”化，摩擦阻力减低到“滑动”运动的约1/50。
    在LM导承之前已经开发出的滚珠套筒（一种直动导承）有额定负荷小、刚性小和精度低的缺点。LM导承解决了这些问题，已经广泛用于数控（NC）机床，实现了高精度化、高速度化和节能化，这对缺乏熟练工人的产业的发展作出了贡献，同时，也为保护地球环境，减少CO2排放作出了贡献。
    标准的LM导承的组成部件包括导轨（高频淬火钢）、台座（渗碳淬火钢）、滚珠（轴承钢）、滚珠保持架（树脂）、密封端（橡胶）等。LM导承的用途十分广泛，可以用在加工机床、机器人、减震装置、医疗器械、自动仓库、半导体制造设备等许多领域。
    对LM导承的性能要求是：
    .加工机床
    要求高精度、高刚性、高密封性、免维修性和长寿命；
    .搬送设备
    要求高速度、低噪音、轻量化；
    .半导体制造设备
    要求高速度、高精度、高洁净度、低噪音和耐蚀性。
    此外，还有耐热性、非磁性和无润滑油等其它要求。因此，对LM导承的要求是多方面的。作为最大限度满足这些要求的基本技术是，THK公司于1996年开发的滚珠保持器和2001年开发的滚柱保持器，从而形成了具有这些保持器的“S系列化”的LM导承系列产品。
    滚珠保持器由滚珠之间的撑柱和连接各撑柱的传动带构成。撑柱的作用是滚珠之间无金属接触、无摩擦、无撞击。传动带的作用是防止滚珠发生蛇行，使之排列整齐有序地循环运动。因此，该产品比没有滚珠保持器的产品噪音小，并可得到滚动阻力波动小的流畅运动效果。因此，LM导承的极限速度是无滚珠保持器产品的2.5倍。
    此外，撑柱和滚珠之间的间隙很小，所以，润滑油的持久性良好，可以长期向接触部位供给适当的油量，实现了“长期免维护”和“洁净化”。并且，由于撑柱和传动带的双重作用，有滚珠保持器的LM导承寿命是无滚珠保持器产品的2～3倍，实现了长寿命化。
    2导承的发展趋势
    2.1 加工机床用导承
    高精度加工机床要求的精度正在从微米级向纳米级发展。对于加工机床用LM导承，在刚性要求方面，增加了选用滚柱型滚动体的可能性，但是，为适应纳米级精度的超精密机床要求，THK公司目前正在开发采用新型滚珠的超高刚性、超低纹理的LM导承。
    LM导承台座随着内部滚珠的循环运动进行移动，由于滚珠在负荷区的出入，承受负荷的滚珠数量发生着周期性的增减变化，因此，在测定LM导承走行精度时就会出现精度发生微细波纹那样的周期性变化，将这种现象叫做“纹理现象”。
    修正“纹理现象”是十分困难的。“纹理现象”对加工件的加工面质量有不好的影响。超高刚性、超低纹理的LM导承，为控制“纹理现象”并保持超高的刚性，将LM台座内的滚珠直径缩小了1/2，滚珠槽增加到8条，是标准LM导承的2倍。这样，每个滚珠承受的LM台座负荷大大减少，滚珠在负荷区出入引起的变化达到最小化，实现了超低“纹理现象”，LM台座部件的走行精度达到8nm。在这种情况下，为了弥补滚珠变小导致的刚性下降，LM台座内的滚珠数量大大增加，这样就可同时保证超过滚柱的超高刚性。
    2.2 搬送机械用导承
    对于LM导承整体移动的自动仓库和LM台座固定、LM导轨移动的拿取物品的机器人，要求，LM导承应当是高节奏、高速度的导承。为适应这种要求THK公司开发出轻量化的LM导承。
    轻量化LM导承的LM台座的本体材料是铝合金，本体内有渗碳淬火钢的滚动槽，端板是树脂的，LM导轨材料是新开发技术制造的中空高频淬火钢。采用这些新技术使轻量化LM导承的重量比标准LM导承减轻了40%。
    轻量化LM导承的基本性能和主要尺寸与标准LM导承相同。因此，不须对机械装置进行设计变更，只要对标准部件进行置换就可以变成轻量化LM导承，并且导承的额定负荷也不降低。此外，由于轻量化LM导承的导轨材质与标准部件相同，所以可以保证具有耐急剧加减速度的刚性。
    2.3 半导体制造装置用导承
    在使用润滑油的情况下，由于润滑油的蒸汽压，很难实现高真空（大约10-6Pa ）、高洁净和低脱气的条件。为满足这些要求，THK公司开发出无油LM导承。在这种导承中采用了固体润滑剂“S薄膜”，这种S薄膜在无化学污染（有机物、水分子等的气状污染）的大气中和高真空中摩擦阻力都很小，所以无油LM导承适用于在大气中和高真空中反复使用。      
    无油LM导承各部件的材质都是不锈钢，LM台座、LM导轨和滚珠都采用马氏体不锈钢，端板和螺栓采用奥氏体不锈钢。
    2.4 检测装置和医疗器械用LM导承
    近年来，在应用磁传感器的检测装置和医疗器械中对磁场不发生变化的非磁性部件的需求不断增加。过去是用非磁钢来满足非磁性的要求，但是，也有非磁钢不能满足的高级别非磁性要求的情况。
    为满足高级别的非磁性要求，THK公司研究出可以加工陶瓷的加工技术，并开发出陶瓷制作的LM导承。
    陶瓷LM导承由氮化硅陶瓷制的LM导轨、LM台座和滚珠以及树脂制的循环部件和钛制的螺栓等部件构成。这种LM导承除了高级别的非磁性外，还具有高耐蚀性、高刚性、高运行速度和轻量化（比标准LM导承减重60%）的特点。