Динамические модели направляющих и опор механизмов

Для линейных и круговых перемещений механизмов используются направляющие и опоры скольжения и качения. Направляющие скольжения разделяются на: треугольные симметричные, треугольные несимметричные, прямоугольные и остроугольные. Для уменьшения трения в подвижных узлах направляющих применяют пластмассовые накладки, например из фторопласта. Коэффициенты трения в направляющих и опорах скольжения оказываются большими и зависящими от скорости перемещения механизма, вида и состояния смазочного материала. Для снижения коэффициента трения и обеспечения его независимости от скорости применяют направляющие и опоры качения. В качестве тел качения используют шарики и ролики, изготовляемые с допуском примерно 1 мкм. Направляющие качения разделяются на незамкнутые.
Для крупногабаритных механизмов применяют плоские и цилиндрические гидростатические направляющие. При этом достигаются низкие коэффициенты трения, плавность и точность перемещений, малый износ и нечувствительность к деформациям станины.
Для механизмов с малой нагрузкой применяют аэростатические направляющие. Вместо масляной подушки создается воздушная. Делается очень маленький зазор в направляющих (10... 15 мкм) и устанавливаются уплотнители. Вместо аэростатических можно применять электромагнитные направляющие.
Трение, возникающее при движении механизмов, проявляется в системах управления движением как возмущающее воздействие в виде сил или моментов сопротивлений. Оно содержит постоянную и переменные составляющие.
Сопоставляя различные виды опор, следует отметить, что наименьшие значения возмущений от трения и соответственно наиболее высокая динамическая точность движения механизмов получаются при использовании электромагнитных и аэростатических направляющих, так как трение в этом случае практически отсутствует. Малые значения возмущений имеют место при использовании гидростатических направляющих. Наибольшие возмущения возникают при использовании опор скольжения, которые применяют в системах управления сравнительно невысокой динамической точности. Опоры качения занимают промежуточное положение и наиболее распространены.