直线运动系统选型手册

2023年5月，汇川技术正式完成对韩国SBCLinear Co.,Ltd.（简称“SBC”）的收购，此次收购新增了精密直线导轨产品线，将强化汇川技术的多产品组合方案能力，助力汇川技术成为领先的精密机械传动产品及解决方案供应商。

INOVANCE 汇川技术

2023年全资收购

全球化技术竞争力

SBCLinear拥有丰富的经验和工程技术基于我们的技术，我们提供耐用性和高性能的最佳解决方案

■韩国SBC公司成立于1989年，是韩国本土最早开发线性导轨产品并量产的精密功能部件制造企业。SBC总部（研发生产）位于韩国忠州（忠清北道），在首尔和釜山设有营业所。公司拥有深厚的开发和制造工艺能力、完善的测试条件，可以对导轨的噪声、疲劳寿命、承载能力、刚性、材料性能等进行全方面的评价，公司产品在精度保持性、噪声、刚性等指标居于行业前列。

■SBC公司的产品出口到全球30多个国家，海外销售收入占比超过 4 0 % （以欧洲市场为主）。公司产品主要应用于数控机床、注塑机、工厂自动化设备、检测设备、汽车、半导体制造设备以及机器人等行业。

■SBC 公司产品主要包括：滚珠直线导轨（Ball Guide）、滚柱直线导轨（Roller Guide）、轧制丝杠和搬运用滑轨。滚珠导轨产品规格涵盖5mm\~65mm范围，主要以自动化、机床、汽车行业应用为主；滚柱导轨涵盖 3 0 \mathsf {mm } \mathord { ~ } 5 5 \mathsf {mm } 范围，主要以数控机床、注塑机行业应用为主；轧制丝杠产品规格涵盖Φ12-Φ63mm范围，主要以自动化行业应用为主。

直线导轨系统： 重负荷、高强度、长期保持，四向载荷结构

目录 VV

01 直线导轨系统 05-44
02 滚珠型，SBI系列 45-88
03 滚柱型，SBR系列 89-114
04 微型,SMN/SMW系列 115-132
06 SBC精密轧制滚珠丝杠 133-186
06 运输机器人滑轨 187-204

CONTENTS

01

产品介绍

直线导轨系统 SBC LINEAR

直线导轨系统的特征

直线导轨系统是指安装在导轨上的滑块内部滚动体进行无限循环运动，并且沿导轨精确引导直线运动的产品。

直线导轨系统在4方向等载荷条件下也能进行顺畅的滚动运动，并且具有很高的刚度。而且噪音低，可长时间保持稳定的精度。由于直线导轨系统的摩擦系数非常低，因此磨损少，同时本产品起动扭矩低，保证了空转（LostMotion）最小化及高精度定位。

※直线导轨系统的摩擦系数 \mathit { \Omega } ( \mu ) \colon 0 . 0 0 2 ~ 0 . 0 0 4

直线导轨系统的优点

可进行高精度定位，从低速运行到高速运行都可以。
具有高刚度、高动态额定载荷及静态额定载荷。
因低摩擦可实现安静的运行和长期保持稳定的精度。
润滑结构简单且产品更换容易，便于维护。
多样的配置选项，可实现与作业环境相匹配的产品设计。
产品尺寸小，起动扭矩低，易于安装，工作效率高。

直线导轨系统的结构

[哥特式拱槽接触结构]

哥特式的四点滚珠接触结构主要适用于双列结构，虽然有误差吸收功能少的缺点，但是在小型化条件下效果最佳。

适用型号：SMN/SMW

[圆弧形凹槽接触结构]

圆弧形的两点滚珠接触结构由于可自由地弹性变形，具有优秀的误差吸收能力，在高载荷条件下也能实现柔和的滚动运动。

适用型号：SBI

[DF结构（正面组合）]

面对面（X-arrangement）结构，具有自动调节能力，可以吸收引导面的位移和水平公差。

适用型号：SBI

[DB结构（背面组合）]

背对背（O-arrangement）结构，提供更大的力矩和更高的精度。

适用型号：SBR

1、选择直线导轨系统

2、计算施加载荷

1）基本额定动载荷：C(kN)

基本额定动载荷是指在相同的条件下运行直线导轨系统时，额定寿命在滚动体为滚珠时为50km、滚柱时为 1 0 0 \mathsf { k m } ，且方向和大小不变的载荷。

2）基本额定静载荷： \mathbf { C _ { 0 } } \left( \mathbf { k N } \right)

直线导轨系统在停止或运动的状态下受到过度的载荷或较大的冲击载荷时，滑块和导轨面之间会发生局部永久变形。该永久变形超过弹性极限时，会对直线运动造成干扰，一般将基本额定静载荷定为静态允许载荷的限度。

基本额定静载荷是指承受最大应力的滑块和导轨的轨道面和滚动体的变形量之和为滚动体直径的0.0001倍，且方向和大小恒定的静载荷。

3）容许静力矩： \mathbf { M _ { 0 } } ( \mathbf { k } \mathbf { N } * \mathbf { m } )

指承受最大应力的滑块和导轨的轨道面和滚动体的变形量之和为滚动体直径的0.0001倍，且方向和大小恒定的力矩。

4）施加载荷计算公式

直线导轨系统的施加载荷根据使用环境，所作用的载荷会因物体的重量中心、推力位置及速度变化、外部阻力（切削阻力）等外力而变化。应充分考虑这种条件，计算作用于滑块的施加载荷。

悬伸水平使用等速运动或停止状态

垂直使用

横向倾斜使用

\begin{array} { r l } & { { P } _ { 1 } = / { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } + / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } - / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } + / { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 1 } } } \\ & { { P } _ { 2 } = / { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } - / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } - / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } + / { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 1 } } } \\ & { { P } _ { 3 } = / { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } - / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } + / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } - / { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 1 } } } \\ & { { P } _ { 4 } = / { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } + / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } + / { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } - / { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 1 } } } \end{array} \begin{array} { l } { \displaystyle { P } _ { 1 { T } } = { P } _ { 4 { T } } = / { \displaystyle { m g } * \sin θ } { \displaystyle 4 } + / { \displaystyle { m g } * \sin θ * \ell _ { 2 } } { \displaystyle 2 * \ell _ { 0 } } } \\ { \displaystyle { P } _ { 2 { T } } = { P } _ { 3 { T } } = / { \displaystyle { m g } * \sin θ } { \displaystyle 4 } - / { \displaystyle { m g } * \sin θ * \ell _ { 2 } } { \displaystyle 2 * \ell _ { 0 } } } \end{array}

纵向倾斜使用

\begin{array} { r l } & { { P } _ { 1 } = \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 0 } } } \\ & { { P } _ { 2 } = \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 0 } } } \\ & { { P } _ { 3 } = \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ } { 4 } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } - \cfrac { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 0 } } } \\ & { { P } _ { 4 } = \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos \Theta } { 4 } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 2 } } { 2 * \ell _ { 0 } } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \cos θ * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 1 } } + \cfrac { \operatorname* { m g } * \sin θ * { h } _ { 1 } } { 2 * \ell _ { 0 } } } \end{array} { P } _ { { 1 T } } = { P } _ { { 4 T } } = { / { { { m g } } * { \sin θ } * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 0 } } } { P } _ { 2 { T } } = { P } _ { 3 { T } } = - { / { { m g } * { s i n } \Theta * \ell _ { 3 } } { 2 * \ell _ { 0 } } }

水平使用

垂直使用

SBC直线导轨系统

3、等效载荷

直线导轨系统可同时承受径向载荷、逆径向载荷、横向载荷等4个所有方向上的载荷和力矩。当多个载荷同时施加时，需要使用将所有载荷转换为径向载荷或横向载荷的等效载荷才能计算寿命。

4、评估静安全系数 ( \mathbf { f } _ { s } )

在直线导轨系统的使用过程中，可能会发生震动或冲击、速度的急剧变化、意料之外的外部载荷等情况。为了使用安全，必须考虑静安全系数。静安全系数是基本额定静载荷 ( \mathsf C _ { 0 } ) 与施加载荷(P)的比值，或容许静力矩 ( \mathsf { M } _ { 0 } ) 与计算出的力矩(M)的比值。

径向载荷较大时 \begin{array} { r l } { / { \mathbf { f } _ { { H } } * \mathbf { f } _ { { T } } * \mathbf { f } _ { { C } } * \mathbf { C } _ { 0 } } { \mathbf { P } _ { { n } } } ~ >= ~ \mathbf { f } _ { s } } & { } \\ { / { \mathbf { f } _ { { H } } * \mathbf { f } _ { { T } } * \mathbf { f } _ { { C } } * \mathbf { C } _ { 0 { L } } } { \mathbf { P } _ { { L } } } ~ >= ~ \mathbf { f } _ { s } } & { } \\ { / { \mathbf { f } _ { { H } } * \mathbf { f } _ { { T } } * \mathbf { f } _ { { C } } * \mathbf { C } _ { 0 { T } } } { \mathbf { P } _ { { T } } } ~ >= ~ \mathbf { f } _ { s } } \end{array} 逆径向载荷较大时 （204号 横向载荷较大时

1）硬度系数 { \bf f _ { H } }

为了使直线导轨系统充分发挥其性能，滚动体和接触部需要保持 { \sf H r C } 5 8 { ~ } 6 2 的硬度，如果低于该值时，基本额定载荷会下降，因此需要乘以硬度系数进行补偿。我司将硬度设计为HrC 5 8 ~ 62。

※SBC直线导轨系统充分确保了硬度，因此通常以1.0计算即可。

2）温度系数 \mathbf { f _ { T } }

直线导轨系统的使用环境超过 1 0 0 ^ { \circ } { C } 时，应考虑温度带来的不良影响，乘以温度系数进行补偿。

※在 8 0 ^ { \circ } \mathsf { C } 以下使用时，按1.0进行计算。
※SBC直线导轨系统的使用环境设计为 8 0 ^ { \circ } \mathsf { C } 以下。
※在 8 0 ^ { \circ } \mathsf { C } 以上高温下使用时，请使用我司的高温直线导轨系统。

3）接触系数 \mathbf { f _ { c } }

当直线导轨系统的滑块在贴合的情况下使用时，由于安装精度和力矩，很难获取均匀的载荷分布。将2个以上的滑块贴合使用时，需要乘以接触系数进行补偿。

4）载荷系数 { \bf f } _ { \bf w }

直线导轨系统的作用施加载荷可以通过计算公式获得，但是实际作用的施加载荷可能会大于计算结果。直线导轨系统会受到运行速度、周边环境等影响。因此，需要用适合于运行环境的载荷系数对其进行补偿。

5、评估平均载荷

直线导轨系统的作用载荷随各种运行条件变化的情况下，计算时需要考虑变化载荷条件。在变化载荷条件下，计算寿命的载荷称为平均载荷，平均载荷是指能够使寿命达到与直线导轨系统的变化载荷条件下的寿命同等水平的恒定载荷。

阶梯式变化载荷

单调变化载荷

正弦曲线式变化载荷

SBC直线导轨系统

6、计算寿命

直线导轨系统的寿命可通过下列计算获得。

滚动体为滚珠时

滚动体为滚柱时

随时间变化的额定寿命

7、确认刚度

1）预载

滚动体位于导轨和滑块之间，在导轨-滚动体-滑块形成的空间的内部缝隙称为间隙。通过调节间隙的量，可提高运行精度、耐载荷性等，为调节间隙量而赋予的内部载荷称为预载。需要根据施加载荷及往复运动的冲击、震动等因素选择合适的预载。

2）刚度

直线导轨系统承受负载时，导轨、滑块、滚动体在每个容许负载内发生弹性变形。该位移量和负载之比称为刚度值，刚度会随着预载量增加。预载的效果仅限于最大预载载荷的2.8倍以内。并且，通过预载增加刚度会导致寿命降低。需要选择合适的预载。

8、确认精度

直线导轨系统的精度规定了运行平行度、高度和宽度尺寸容许公差、单轴上使用多个滑块或者同一平面上安装双轴以上的导轨时的精度。

1）运行平行度

是指将导轨固定在安装面的情况下，将滑块运行在导轨全长时的滑块和导轨的基准面之间的平行度公差。

※精度是在滑块的中心或中间部分进行测量。

以导轨底面为基准的滑块顶面运行平行度

滑块运行时对导轨底面的滑块顶面的变化值

以导轨基准面为基准的滑块基准面运行平行度

滑块运行时对导轨基准面的滑块基准面的变化值

※根据系列不同，运行平行度等级也不同，详细尺寸请参考各型号的页面。

2）尺寸公差及相互容许公差

[尺寸公差]

[相互容许公差]

SBC直线导轨系统

选择精度及预载等级

SBC直线导轨系统

安装及注意事项

1）直线导轨系统基准面

SBC直线导轨系统的导轨及滑块的基准面如下。

·SBI

· SBR

·SMN/SMW

2）导轨连接

直线导轨系统的导轨连接使用时，按导轨标记的顺序进行连接。

[导轨连接标记]

[导轨连接]

将双轴以上连接的导轨并排使用时，如上图所示，通过连接面错位安装的方式，可以将对连接部运行精度的影响降到最低。并且，建议尽量减少连接器G1、G2值，使导轨尽可能固定。

3）安装面设计

安装直线导轨系统时，应避免直线导轨系统与安装面之间产生干涉，并且直线导轨系统应贴紧安装面安装。

[贴合基准面的垂直度和距离安装孔的尺寸公差]

如果安装面和基准面的垂直度不准，则可能无法精确组装。

如果到安装孔的距离不是恒定的，则可能无法精确组装。

[以安装面为基准的肩高和圆角半径]

为了避免干涉，加工成小于R半径尺寸或增加避空。

※详细尺寸请参考要安装的产品型号页面。

4）安装面容许公差

安装双轴直线导轨系统时，应在两轴之间的平行度及上下高度容许公差范围内进行组装，以保证顺畅的转动。

[双轴平行度容许公差]

使用双轴直线导轨系统时，要保证组装后两轴之间的平行度及上下高度在容许公差范围内，才能进行顺畅的滚动运动。

[双轴上下高度容许公差]

安装时，如果双轴上下高度容许公差过大，滑块会发生扭曲，使滚动体的接触角发生变化,从而导致刚度下降。

※详细尺寸请参考要安装的产品型号页面。

SBC直线导轨系统

5）导轨及滑块的安装顺序

[安装导轨]

① 将安装面整理干净。

② 将低粘度的油涂抹在安装面上，然后进行导轨的预紧固。 rL

③ 用带头螺栓贴合到基准面。

④ 用规定扭矩紧固螺栓。

[安装滑块]

① 将工作台放在滑块上，并将所有螺栓预紧固。
② 将基准轴导轨的滑块贴合到工作台的基准面。
③ 按照①\~的顺序紧固所有螺栓。

6）固定直线导轨系统

直线导轨系统在使用过程中会受到横向载荷或力矩载荷、震动、冲击的影响时，还需要螺栓紧固导轨并采取额外的固定措施。

[通过带头螺栓固定的方法]

使用带头螺栓固定直线导轨系统，增加带头螺栓的数量，可增加贴合力。

[通过锥形楔固定的方法]

使用螺栓拧紧锥形楔块，利用横向挤压力实现固定。请注意截面的形状及周边尺寸。

[通过压板固定的方法]

这是采用压板固定直线导轨系统的方法，是最常见的固定方法。

[通过锥形楔固定的方法]

将滚子推向平头螺栓的头部，从而实现直线导轨的固定。

SBC直线导轨系统

7）基本基准面方向

若无额外的要求，安装方向如下。

以下未介绍的产品配置，请咨询SBC。

[2RAIL3BLOCK]

8）直线导轨系统导轨螺栓的紧固

直线导轨系统的导轨安装时，需用合适的扭矩进行紧固。扭矩不合适时，会影响导轨的安装精度。

9）直线导轨系统操作注意事项

[操作]

直线导轨系统倾斜时，因滑块的重量，滑块会脱离导轨。

·直线导轨系统是精密部件，若受到反复的震动或冲击，即使外观看起来正常，但是产品功能可能会有损坏。
·拆卸直线导轨系统的滑块时，滑块内部可能会有异物侵入或者滑块的拆卸过程中可能会损坏密封圈。因此建议尽量不要拆卸。

[润滑]

去除防锈油后，请添加润滑剂。请不要混合使用润滑剂。润滑剂的粘度随着温度而变化，这会改变直线导轨系统的摩擦阻力。润滑周期根据使用条件会发生变化。

[使用]

·通常情况下，SBC直线导轨系统的使用温度应低于 8 0 ^ { \circ } { C } 。如果使用温度超过 8 0 ^ { \circ } { C } ，请咨询SBC。
·在冷却水渗入直线导轨系统的环境中，根据冷却水类型产品功能可能会出现问题。
·将滑块从导轨上取下时，请使用模型导轨。

[保管]

直线导轨系统以密封状态保管，避免在高温、低温、潮湿的环境。长期保管后使用时，请重新添加润滑剂。保管时，请以水平姿势进行保管。有关直线导轨系统的详细内容，请咨询SBC。

02

产品介绍

滚珠型，SBI系列 SBC LINEAR

SBI系列

SBI系列-滚珠型直线导轨系统

SBI系列是以滚珠作为滚动体的直线导轨系统，采用了低能耗驱动高效运动的设计。该产品在任意方向的载荷下均有较高的刚度，而且尺寸多样，在任何环境下均可以使用。

[槽结构和滚珠接触]

采用圆弧形四列两点滚珠接触结构设计，滚动体组合角度为 4 5 ^ { \circ } ，针对径向、逆径向、横向等方向的载荷，可承受相同的载荷，因此可在任何姿势下使用。

[DF结构]

由正面组合（DF组合）结构组成的SBI系列有自动调整能力，弹性变形自由，误差吸收能力强，在高载荷下也能实现柔和的滚动运动。

[最佳循环结构的设计]

适用顺畅的滚珠循环运动结构设计和噪音防止功能，在低噪音下也能具有高刚度。

[多种滑块和选项]

根据型号和长度，SBI系列有6种类型的滑块。并且，以多种选项简化了设计，且提供适合于使用环境的最佳方案，可保持长时间的高精度。

SBC直线导轨系统

精度规格

[运行平行度]