手動滑臺作為一種通過人工操作實現(xiàn)直線或旋轉(zhuǎn)運動的精密調(diào)節(jié)裝置,憑借結(jié)構(gòu)簡單、操作直觀的特點,成為各類精密設(shè)備中不*或缺的基礎(chǔ)部件。本文將從結(jié)構(gòu)組成、分類等方面,介紹手動滑臺的基礎(chǔ)知識,幫助理解其在精密調(diào)節(jié)中的核心作用。
卓立漢光可提供種類豐富,性能優(yōu)良的手動滑臺系列產(chǎn)品,包括:直線滑臺、升降滑臺、旋轉(zhuǎn)滑臺、擺動滑臺等。每一類產(chǎn)品,根據(jù)主體材料、導(dǎo)軌形式、結(jié)構(gòu)特點、驅(qū)動方式等的不同,又分為多個系列。
同電動滑臺相比,手動滑臺結(jié)構(gòu)相對簡單,從構(gòu)造上主要分為主體部分(底板、臺面)、驅(qū)動機構(gòu)(分厘卡或螺紋副)、導(dǎo)向機構(gòu)(導(dǎo)軌)、復(fù)位機構(gòu)、鎖緊機構(gòu)等幾部分。
圖1. AK系列手動直線滑臺分解圖
驅(qū)動(傳動)機構(gòu)
手動滑臺的驅(qū)動(傳動)機構(gòu)有很多種,對于直線滑臺或升降滑臺而言,主要有:分厘卡、螺紋副、研磨絲杠、齒輪組、齒輪齒條等機構(gòu); 對于擺動滑臺應(yīng)用最多的是蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)。
分厘卡(Micrometer):
分厘卡又稱測微頭、微分頭、千分尺,通常分為機械分厘卡和電子分厘卡兩類。
圖2.分厘卡
機械式分厘卡(見圖 2a)是依據(jù)螺旋放大的原理制成,即螺桿在螺母中旋轉(zhuǎn)一周,螺桿便沿著旋轉(zhuǎn)軸線方向前進或后退一個螺距的距離。因此,沿軸線方向移動的微小距離,就能用圓周上的讀數(shù)表示出來。通常分厘卡的螺距是 0.5mm,旋轉(zhuǎn)部分等分 50 個刻度,因 此旋轉(zhuǎn)每個小分度,相當于螺桿前進或者后退 0.5/50=0.01mm,故一般稱分厘卡的最小讀數(shù)為 0.01mm。由于還能再估讀一位,所以實際讀數(shù)達到毫米的千分位(即 0.001mm),因此也稱千分尺。按照國內(nèi)的慣例,分厘卡的靈敏度(類似于電移臺的分辨率),一般標稱為 0.003mm(即 3µm)左右。
電子分厘卡(或數(shù)顯分厘卡,見圖 2b)是在機械分厘卡的基礎(chǔ)上,增加了電子傳感器和數(shù)顯裝置,使讀數(shù)更為方便。其設(shè)計精度同機械分厘卡相近,但由于內(nèi)置的傳感器會隨溫度、環(huán)境的變化而產(chǎn)生漂移,所以在實際使用中需要經(jīng)常矯正。再者,加裝數(shù)顯裝置后,分厘卡尺寸較大,成本較高,故其常應(yīng)用在一些特殊領(lǐng)域。需要提醒您注意的是 :手動滑臺產(chǎn)品的性能、精度是一個綜合因素,并不是使用數(shù)顯分厘卡就是好產(chǎn)品或高*產(chǎn)品,這一點請您務(wù)必注意,以免被誤導(dǎo)。
此外,還有一種機械式分厘卡稱為差動分厘卡,是在普通機械分厘卡上增加了微調(diào)系統(tǒng),最小分度值可以達到 0.5 微米(甚至 0.1 微米)。差動分厘卡通常是由兩個螺距不等,旋向相同的螺紋副組成,利用差動螺旋的原理,達到粗調(diào)和精調(diào)的目的。卓立漢光代理日本 SIGMA KOKI 差動分 厘卡及較常用的 Mitutoyo 差動分厘卡(見圖 3)。
圖3.差動分厘卡
螺紋副(Adjustment Screw):
螺紋副與機械式分厘卡類似,也是依據(jù)螺旋放大的原理制成,通常由手輪、螺套、螺桿三部分組成,與分厘卡不同的是螺紋副沒有刻度(見圖 4)。
圖4.螺紋副
螺紋副的螺距通??梢宰龅胶苄?,比如說卓立漢光常用的螺紋副螺距為 0.2mm,即螺紋副轉(zhuǎn)動一圈(360°),沿著軸向的前進(或 后退)量為 0.2mm。通常螺紋副的螺距越小,靈敏度越高。
螺紋副的靈敏度除了同螺距有關(guān)外,還與驅(qū)動手輪的直徑和人手的靈敏度有關(guān)。我們擰動手輪時,人能感知或分辨的往往不是角度而是弧長。實驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗表明,人手能感知的手輪位置最小變化量(稱為人手的靈敏度,此處指可重復(fù)實現(xiàn)的最小弧長)通常為 0.2 ~ 0.5mm,我們可以將螺紋副的靈敏度表示為 :
螺紋副的手輪直徑通常在 φ12~φ18mm 之間,人手的靈敏度(最小旋轉(zhuǎn)弧長)我們?nèi)∑骄?0.35mm,若螺距為 0.2mm 時,計算 得出,此時螺紋副的靈敏度為 :0.0012 ~ 0.0018mm,即 1.2 ~ 1.8µm。 除了減小螺距或增大手輪的直徑來提高螺紋副的靈敏度以外,我們還常用工具(如扳手)來放大旋轉(zhuǎn)半徑或者使用電動設(shè)備來減少最小位置變化量,所以上式可以進一步表示為 :
通過上述說明,我們清楚地知道螺紋副的靈敏度,應(yīng)該在一個合理的范圍。但有部分廠家,標稱螺紋副或滑臺的靈敏度時,往往存在誤導(dǎo)客戶的情況。舉例來說,某廠家標稱其某款手動平移臺(采用螺距為 0.25mm 的螺紋副)靈敏度達到 0.69 微米,經(jīng)了解,這是在 “手 輪擰動 1°時” 的指標,而該產(chǎn)品的手輪直徑為 10mm,也就是說,旋轉(zhuǎn) 1°意味著我們轉(zhuǎn)動手輪的弧長僅為 0.087mm,這已經(jīng)超出了絕大多數(shù)人的感知靈敏度,所以這樣的標稱毫無意義,請您務(wù)必注意。
研磨絲杠(Grinding Screw):
手動滑臺也經(jīng)常使用研磨絲杠(見圖 5a)進行驅(qū)動,但相比于電動 滑臺中的研磨絲杠來說,通常尺寸較小。手動滑臺研磨絲杠的螺距通常 遠大于螺紋副的螺距,一般為 1~2mm ;其有效行程可以做到比較長(如 10~125mm),所以研磨絲杠主要用于精度要求不高、行程較長的產(chǎn)品中, 此類產(chǎn)品的導(dǎo)軌以燕尾副導(dǎo)軌比較多見(見圖 5b)。通常研磨絲杠有一定的自鎖能力,故研磨絲杠手動滑臺可以配合直角固定塊進行豎直使用。
圖5.研磨絲杠
齒輪齒條傳動(Rack and Pinion gearing):
齒輪齒條傳動是現(xiàn)代機械中應(yīng)用廣泛的一種機械傳動方式,其承載力大,傳動精度較高,傳動速度較快(相對于研磨絲杠),傳動比恒定,工作穩(wěn)定可靠。
手動滑臺產(chǎn)品中的齒輪齒條傳動,主要用于手動直線滑臺中。同電動滑臺產(chǎn)品中介紹過的齒輪傳動一樣,齒輪傳動具有速度快、效率高等特點,但通常用于粗定位,所以在齒輪傳動的滑臺中,多配合精度相對較低的導(dǎo)軌使用(如燕尾副導(dǎo)軌等)。
導(dǎo)向機構(gòu)(導(dǎo)軌)
卓立漢光的手動滑臺種類和系列較多,為了選型方便,我們對手動滑臺所采用的導(dǎo)向機構(gòu)作出說明 :
手動直線滑臺的導(dǎo)向機構(gòu):
交叉滾柱導(dǎo)軌:NFP系列、APFP系列、SK系列、AK系列。其中 NFP采用進口交叉滾柱導(dǎo)軌
線性滾珠導(dǎo)軌(又稱鋼絲球?qū)к墸篈LB系列
燕尾副導(dǎo)軌:DSM系列、AD系列
手動升降滑臺(直線滑臺豎直使用的升降滑臺參見直線滑 臺部分)的導(dǎo)向機構(gòu):
直線滑塊導(dǎo)軌:AKV系列
剪式結(jié)構(gòu):MJ系列
手動旋轉(zhuǎn)滑臺的導(dǎo)向機構(gòu):
交叉滾柱軸環(huán):NFPR系列、AKR系列。其中NFPR采用進口交叉滾柱軸環(huán)
手動擺動滑臺的導(dǎo)向機構(gòu):
平面型弧形交叉滾柱導(dǎo)軌:NFPG系列,采用進口弧形交叉 滾柱導(dǎo)軌
弧形V型滾珠導(dǎo)軌:MGON系列、AKG系列、KSMG系列
燕尾副導(dǎo)軌:TSMG系列
復(fù)位機構(gòu)(彈簧機構(gòu))
手動滑臺中,常使用彈簧作為復(fù)位機構(gòu),除了提供反方向的驅(qū)動力以外,彈簧復(fù)位機構(gòu)帶來一個好處——消除間隙。所以在彈簧復(fù) 位的手動滑臺中,基本上沒有回程間隙的指標,請知悉。 而一些采用帶螺紋驅(qū)動機構(gòu)(如 :研磨絲杠)的手動滑臺,由于螺紋的連續(xù)性,可以正向或者反向進行驅(qū)動,所以在這類滑臺中, 基本不采用復(fù)位機構(gòu)。
鎖緊機構(gòu)
手動滑臺中,研磨絲杠和蝸輪蝸桿具有自鎖功能,除了這兩種方式的滑臺,為了減少調(diào)整定位后的誤操作或外界影響,基本都需要帶鎖緊機構(gòu)。 卓立漢光帶鎖緊的手動滑臺,大多采用彈片鎖緊的方式,限制住活動板的運動,參見圖 6。
圖6.鎖緊機構(gòu)
在使用帶鎖緊功能的滑臺時,需要提醒您注意的地方:
在鎖緊狀態(tài)下,強行擰驅(qū)動機構(gòu),有可能造成滑臺的損毀,原則上說,這是屬于人為誤操作,不在保修范圍之內(nèi)。
當您發(fā)現(xiàn)驅(qū)動機構(gòu)(如螺紋副或分厘卡等)運行不順暢時,請先檢查是否已經(jīng)鎖緊了。
彈片式的鎖緊方式,只是一種輔助鎖緊裝置,我們不能保證完*鎖緊,這一點請您體諒,如果您需要其它的鎖緊方式,可以聯(lián)系我們。
鎖緊手輪時,有可能會造成活動板的位置變化,我們的建議是:一邊調(diào)整一邊鎖緊,鎖緊時力量不宜過大或過快。
關(guān)于卓立漢光
作為深耕光機領(lǐng)域的國產(chǎn)品牌,卓立漢光始終在精密制造領(lǐng)域深耕不輟。從精密的光學(xué)平臺、穩(wěn)定的隔振平臺,到精準的電動滑臺、手動滑臺,從多規(guī)格的位移臺、調(diào)整架,到高性能的隔振設(shè)備、光學(xué)平板,每一款產(chǎn)品都凝結(jié)著對技術(shù)的執(zhí)著與對品質(zhì)的堅守。
未來,卓立漢光將繼續(xù)以創(chuàng)新為引擎,在納米位移臺、低溫壓電位移臺、主動隔振平臺等前沿領(lǐng)域持續(xù)突破,用更優(yōu)質(zhì)的光學(xué)面包板、電動掃描臺、氣浮隔振平臺等核心設(shè)備,以全系列高品質(zhì)光機產(chǎn)品為科研與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供堅實支撐,彰顯國產(chǎn)品牌的技術(shù)實力與責任擔當。
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