HepcoMotion海普克应用案例——V型滚轮圆弧导轨在重型齿轮箱翻转台上的应用

HepcoMotion V型滚轮圆弧导轨，可极大地方便回转工装夹具的设计，生产和使用，常用在重型齿轮箱机加工翻转台-重载工件回转台应用：

加工工件为重型风力发电机的铸铁齿轮箱，重达10吨；在加工过程中，需要把齿轮箱齿轮箱沿着水平轴旋转90度；

之前这个翻转过程，是手动的，需要花费很多时间；现在采用了HepcoMotion滚轮圆弧导轨，实现了自动化：

重型工装上左右两边，平行安装了HepcoMotion180° V型重载圆弧导轨段，圆弧导轨直径1800mm；圆弧导轨段的导轨V型面在外径为150mm的重载滚轮轴承的V型槽里滚动，滚轮轴承安装固定在基座上；传动方式通过两台螺旋升降机来实现翻转和定位。

上述工装是安装在机床内部，会有很多的金属切屑，而HepcoMotion滚轮圆弧导轨是以V型导向原理为基础的，具有自清洁功能，可很好地适应这种工作环境。

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一、 构造组成

1.  材质

· V型导轨和平导轨：材质为高碳轴承钢，运行接触面经过硬化处理，表面粗糙度Ra为3.2μm，其他区域化学发黑表面处理；不锈钢版本材质为AISI420系列特殊马氏体不锈钢，所有主要表面粗糙度Ra为3.2μm，运行接触面经过硬化处理，所有未研磨表面均进行新式耐腐蚀处理；

· 支承板材质为轻质铝合金，完全阳极化处理，精密挤压成型，作用是隔离V型导轨或平导轨与安装面的距离，从而允许轴承、滚轮和帽型擦刮器的使用；支承板提供用于连接安装导轨的键位，整体安装到构造梁的T形槽位置；

· 构造梁材质为高强度轻质铝合金，具有良好刚性和抗扭曲强度，构造梁有导轨安装基准面，便于导轨安装；通用T型槽设计，中空区域适合安排皮带、线缆或链条的回程，长度可达6m，订购时梁长度至少比相应的导轨长度长5mm，导轨和梁的组装方式有角安装式和T形槽安装式，角安装式是将不带键槽的单V导轨或窄平导轨安装到构造梁的角面处，角面安装的优势在于成本比T形槽安装低，因为角面安装无需支承板和T形螺母；T形槽安装式是将带键槽的V型导轨或平导轨安装到构造梁的T形槽中，T形槽安装的优势在于无论是安装在同一梁上还是安装在相互平行的单独梁上，均可通过校直装置设置平行；

· 滑座板材质为高强度铝合金，表面15μm消除阳极氧化处理；

· V型滚轮轴承及平滚轮轴承：轴承环、滚珠及滚轮材质为碳铬轴承钢AISI 52100，经过硬化和回火处理；密封件材质为丁腈橡胶，可避免液体进入，螺柱材质为高强度钢，经过化学黑化表面处理，适用温度范围为-20℃到+120℃；不锈钢版本轴承环、滚珠及滚轮材质为AISI440C不锈钢，经过硬化和回火处理，密封件材质为丁腈橡胶，螺柱材质为AISI303不锈钢，适用温度范围为-20℃到+120℃；

· 小齿轮采用高级表面硬化钢制成，齿面经过精磨，耐磨性好，提供直齿和斜齿两种类型的小齿轮，模数2.5直齿，模数2.5斜齿，模数3直齿，模数4斜齿，模数5直齿，模数2.5和3为带凸台和键槽齿轮，模数4和5为带胀紧套齿轮，能够传递更大的驱动力，也有带安装法兰和支承轴承的传动齿轮组件，和中空输出轴减速箱配套使用；小齿轮搭配单V导轨和平导轨背面的直齿和斜齿使用，另外可提供整体容器安装式和远程容器安装式两种自动齿条润滑系统为齿条和小齿轮的接触面持续润滑；

· 帽型擦刮器和润滑装置的材质为耐冲击塑料，带毛毡，紧固件材质为AISI304或316不锈钢，适用温度范围为-20℃到+60℃；小型轴承帽型擦刮器所用润滑剂为NLGI稠度为2号的润滑脂，大型轴承帽型擦刮器、所有滚轮、帽型擦刮器和润滑装置所用润滑剂为粘度68cST的润滑脂，也可用食品油做润滑剂；

帽型擦刮器可将滚轮轴承保护起来，并为接触面提供持续润滑，增加载荷能力和使用寿命，防止碎屑进入，提高安全性；帽型擦刮器中装有弹簧并浸满润滑油的毛毡擦刮器对V型导轨进行润滑；小型系列配有注入润滑脂的中央腔室，润滑脂在运行时热溶成半溶解状态后润滑毛毡擦刮器，进而实现对导轨润滑的效果；大型系列含高润滑能力的毛毡擦刮器，毛毡擦刮器可重复注油，部分可拆卸以便调节滚轮轴承；

滚轮帽型擦刮器可将平导轨滚轮轴承保护起来，并为接触面持续润滑，延长使用寿命，提高安全性，由装有弹簧并浸满润滑剂的毛毡擦刮器对V型导轨进行润滑，也可拆卸部分以便调节滚轮轴承；

润滑装置中的毛毡擦刮器直接和导轨运行面接触，实现润滑效果，提升载荷能力并延长使用寿命；

2. 种类

· HDS2重载直线导轨可分为V型导轨和平导轨，V型导轨均可提供单V型和双V型，单V型导轨和平导轨可加工为一体式齿条导轨，通用的70°V型角允许组合多种轴承或导轨；可提供精磨、普通商用和不锈钢材质三种版本；

· HDS2每个轴承都带有化学发黑处理的高强度钢轴颈和套筒，可提供同心和偏心两种类型，固定方式可选择通孔固定（THJR）或盲孔固定方式（BHJR）；HJR V型滚轮轴承使用φ64-φ128的双列轴承和φ150的双圆锥滚子轴承，HRR 平滚轮轴承使用φ58-φ122的双列轴承和φ144的双圆锥滚子轴承；

二、 工作原理

      ·三种传动方式

Hepco海普克—HDS2重载导轨系统通过电机带动齿轮啮合导轨上的齿条，或通过丝杆传动，或通过皮带传动带动滑座，从而实现滑座沿着导轨作直线运动；大行程应用可选择同步带和齿轮齿条传动，低噪音应用可选择同步带和丝杆传动，垂直应用可选用丝杆和齿轮齿条传动，高速应用可选用同步带和齿轮齿条传动；

另外可在滑座上安装直线模组实现其他方向的运动，如四轴抓取机器人，采用HDS2重载滚轮导轨，HDLS重载直线模组和HDRT重载圆弧导轨，X轴使用HDLS重载直线模组，滑块通过钢丝同步带实现高速驱动，Z轴旋转则是由HDRT重载圆弧导轨完成，HDRT重载圆弧导轨安装在X轴的HDLS直线模组的滑座板上，Z轴的重载铝型材通过端部螺纹孔固定在圆弧导轨安装板上，同时Z轴安装在Y轴的滑座板上，Y、Z轴和旋转轴均采用齿轮齿条传动方式，HDRT具有足够刚性承载Y轴和Z轴系统；

较为常见的安装方式为在构造梁一侧安装单V导轨，另一侧安装平导轨或V型导轨，两者无需校直即可实现精确调平行，搭配V型滚轮轴承或平滚轮轴承使用，也可采用双V导轨配合V型滚轮轴承或平滚轮轴承使用，其中选用两根单V导轨或一根单V导轨和一根平导轨错开一定距离平行放置可承受较大的翻转力矩，另外导轨可切出齿条成为一体式齿条导轨，省去分开齿条和导轨的对齐工作；

三、规格型号

· HDS2重载导轨系统中的双V导轨和宽平导轨的轨厚有25.4mm（普通）和25mm（精磨和不锈钢）；

单V导轨和窄平导轨的轨厚有25.4mm（普通）和25mm（精磨和不锈钢）、33.4mm（普通）和33mm（精磨和不锈钢）；

导轨长度可达4046mm，普通商用导轨宽度制造容差为-0.0-+0.3，厚度制造容差为-0.0-+0.1，精磨和不锈钢的宽度及厚度的制造容差为±0.025；

· 标准V型滚轮轴承直径大小有64、95、120、128、150mm；其中64、95、120搭配厚度25的单双V型导轨使用，128、150搭配厚度33的单V型导轨使用;

平滚轮轴承直径大小有58、89、122、144mm；其中58、89搭配厚度25的宽、窄平导轨使用，122、144搭配厚度33的窄平导轨使用;

四、技术参数

· HDS2重载直线导轨所受的摩擦阻力在无润滑装置或无帽型擦刮器情况下，摩擦系数为0.02，每增加密封盖或润滑装置均会增加摩擦力，每个滑座4个润滑装置将增加摩擦力大小为HDLB25=2.5N，HDLB33=5N，每个滑座4个帽型擦刮器将增加摩擦力大小为CW64/CW95=5N，CS120/CW128/CW150=10N；

· 最大线速度可达10m/s，具体速度取决于行程，工作负载和环境条件，齿轮齿条传动系统速度会相对慢一些，系统承载能力最大为68KN；

· V型滚轮轴承在润滑条件下，带双列轴承的各个型号滑座的最大负载为——滑座64负载10KN，滑座95负载28KN，滑座120负载40KN，滑座128负载40KN，滑座150负载68KN；在润滑条件下，单个双列轴承的承载能力为——轴承64负载2.5KN，轴承95负载7KN，轴承120、轴承128负载10KN，单个双圆锥滚子轴承128负载17KN。

平滚轮轴承在润滑条件下，单个轴承的承载能力为——轴承58负载10KN，轴承89负载20KN，轴承122负载30KN，轴承144负载80KN，另外窄平导轨滚轮带有一个单列球轴承，工作负荷可达5KN，以上载荷能力对应的是钢质材料，不锈钢材质载荷能力要低25%；

· 标准承载滑座最小长宽尺寸为AU6425 330*230mm，最大长宽尺寸为AU15033 710*630mm，齿条传动承载滑座最小长宽尺寸为AURD6425 510*310mm，最大长宽尺寸为AURD15033 950*630mm；

HDS2承载滑块配有精密加工刚性铸造工艺制造的高载荷能力全装滚针轴承底圈，润滑装置可将润滑剂直接导入滚针轴承座圈，然后流到接触面，面和可调式端部密封件可存留润滑剂，避免碎屑进入；通过高强度同心或偏心轴颈或背面的螺孔装置，可安装滑块，可提供适用精磨和普通商用导轨两种类型，滑块材料可选择铝、铸铁和不锈钢三种材质，其中不锈钢的只适用于精磨导轨，安装时，应在滑块上涂覆NLGI No 2锂皂基润滑脂，润滑时间间隔一般为200km一次；

如果宽度受限且需要高强度，可将HDS2承载滑块用在V型轴承上，HDS2承载滑块只能与单V导轨HSS25配合使用，也可配合使用角安装式构造梁HB25C和HB25以及支承板HHN25和HHW25，可安装在底座或通过T形槽安装在构造梁上；

五、应用场合

· 龙门桁架机器人、自动上下料、电缆伸展应用、三轴机器人、四轴机器人、工业机器人线缆寿命测试设备、伸缩抓取装置、伸缩输送装置、悬臂轴应用、玻璃自动抓取和放置、货车车顶自动搬运系统、双Y轴抓取放置应用、车床自动上下料等。

其他产品：PRT2环形导轨、弧形导轨、圆弧导轨、曲线导轨、V型导轨、滚轮导轨、环形轨道、圆弧轨道、弧形轨道、曲线轨道、环形流水线、环形线体、环形生产线、环形输送线、循环输送线、循环流水线，DTS精密环形轨道系统，GV3轻载V型滚轮直线导轨，HDS2重载V型滚轮直线导轨，MHD机器人第七轴系统，SBD、PDU、DLS等系列直线模组。