(499) 703-35-48, E-mail:samick-mail@ya.ru

Шариковые втулки. Линейные втулки

Самоустанавливающиеся
линейные втулки
Стандартные
линейные втулки


Плеер загружается...



Нагрузка и срок службы системы линейного перемещения.


Для определения подходящей для Ваших условий применения линейной направляющей нужно принять во внимание нагрузку и срок службы. Чтобы определить допустимую нагрузку, Вам следует узнать коэффициент статического запаса прочности, вычисляемый на основе базовой статической нагрузки. Срок службы можно рассчитать исходя из номинального срока службы, основанного на базовой динамической нагрузке, и проверить, соответствует ли он Вашим запросам.

Базовая статическая нагрузка

Существует два типа базовой нагрузки систем линейного перемещения: базовая статическая нагрузка C0 , которая определяет допустимый предел статической нагрузки, и базовая динамическая нагрузка (C), которая используется для определения срока службы.

Базовая статическая нагрузка (C0)

Если на систему линейного перемещения, в покое или движении, воздействует чрезмерная нагрузка или сильный удар, на дорожке качения и элементах качения возникает остаточная деформация. Если величина остаточной деформации превышает определенный предел, это препятствует плавному движениюлинейной направляющей. Базовая статическая нагрузка - это статическая нагрузка в данном направлении и данной величины, которая приводит к остаточной деформации элементов качения и дорожки качения равной приблизительно 0,0001 диаметра элемента качения. Для системы линейного перемещения, базовой статической нагрузкой будет радиальная нагрузка. Таким образом, пределом статической нагрузки является базовая статическая нагрузка. Для определения величин для индивидуальных систем линейного перемещения, смотрите соответствующие таблицы характеристик в этом каталоге.

Коэффициент запаса прочности (fS)

Системы линейного перемещения могут воспринимать непредсказуемые внешние силы в результате вибрации или ударного воздействия в покое или движении, или инерцию в результате страгивания и остановки. Однако, следует рассмотреть коэффициент запаса прочности по отношению к применяемым нагрузкам. Коэффициент запаса прочности (fS) показывает отношение грузоподъемности системы линейного перемещения (базовой статической нагрузки, С0) к прилагаемым нагрузкам. Формула коэффициента запаса прочности
fS: Коэффициент запаса прочности
С0: Базовая статическая нагрузка (Н)
M0: Статический допустимый момент (Н ·мм)
P: Расчетная нагрузка (Н)
M: Расчетный момент (Н ·мм)

Чтобы рассчитать нагрузку, приложенную к слинейной направляющей, прежде должны быть найдены средняя нагрузка для расчета срока службы и максимальная нагрузка для расчета коэффициента запаса прочности. Система линейного перемещения может воспринимать чрезмерные нагрузки, когда она часто трогается с места и останавливается, подвергается механизированной нагрузке или моментным концевым нагрузкам. При выборе правильного типа систем линейного перемещения для Вашего применения, убедитесь, что рассматриваемый тип может нести максимально возможную нагрузку в покое и движении. В таблице ниже показаны стандартные величины коэффициента запаса прочности.

Оборудование Условия Низший предел fS
Обычное
промышленное оборудование
Не воспринимает ни вибраций, ни ударных воздействий
Воспринимает вибрации или ударные воздействия
1.0~1.3

2.0~3.0
Станки
Не воспринимает ни вибраций, ни ударных воздействий
Воспринимает вибрации или ударные воздействия
1.0~1.3

2.5~7.0

С0:Базовая статическая нагрузка (Н)
P: Расчетная нагрузка (Н)
fH: Коэффициент твердости
fT: Температурный коэффициент
fС: Коэффициент контакта

Базовая динамическая нагрузка (C)

Базовая динамическая нагрузка (C) – это нагрузка, которая воздействует в определенном направлении с определенной силой, такая, что когда одинаковые системы линейного перемещения соединены одна с другой в одинаковых условиях, номинальный срок службы (L) системы 50 км (L=50 км) для систем с использованием шариков, и 100 км (L=100 км) для систем с использованием роликов. Базовая динамическая нагрузка используется для вычисления срока службы набора систем линейного перемещения, соединенных под нагрузкой. Для определения величин для индивидуальных систем, смотрите соответствующие таблицы в каталоге.

Номинальный срок службы

Срок службы для различных систем линейного перемещения более или менее отличается от системы к системе, даже если они выпущены с одинаковыми техническими характеристиками и работают в одинаковых условиях. Следовательно, принцип определения срока службы системы линейного перемещения дан на основе номинального срока службы, который определяется следующим образом. Номинальный срок службы это общая дистанция, которую могут пройти 90 % одинаковых систем линейного перемещения в группе, соединенные с другими в одинаковых условиях, без расслаивания. Номинальный срок службы (L) системы линейного перемещения может быть получен из базовой динамической нагрузки (C) и расчетной нагрузки (P) используя следующие формулы.

Для линейных систем с шариками Для линейных систем с роликами
Формула расчета номинального срока службы (линейные системы с шариками) Формула расчета номинального срока службы (линейные системы с роликами)
L: Номинальный срок службы 50 км
L100: Номинальный срок службы 100 км
С: Базовая динамическая нагрузка для 50 км
С100: Базовая динамическая нагрузка для 100 км
P: Применимая нагрузка
L: Номинальный срок службы 100 км


Срок службы шариковой втулки можно определить, используя следующую формулу:

Формула расчета срока службы шариковой втулки L: Номинальный срок службы 50 км
C: Базовая динамическая нагрузка для 50 км
P: Применимая нагрузка
fT: Температурный коэффициент (см. график 2)
fW: Коэффициент нагрузки (см. таблицу)
L100: Номинальный срок службы для 100 км
C100: Базовая динамическая нагрузка для 100 км
FH: Коэффициент твердости (см. график 1)
fC: Коэффициент контакта (см. таблицу)


После того, как по этой формуле будет определен номинальный срок службы Lh), может быть определен срок службы шариковой втулки по следующей формуле, если длина хода и количество возвратно-поступательных ходов одинаково.

Формула расчета срока службы шариковой втулки LH: Срок службы в часах
Кол-во возвратно-поступательных движений (в минуту): Количество возвратно-поступательных движений в минуту
Обозначение длины хода: Длина хода

Факторы, влияющие на срок службы

Коэффициент твердости (fH)

Коэффициент твердости (график) Чтобы обеспечить достижение оптимальной грузоподъемности шариковой втулки, твердость дорожек качения должна быть от 58 до 64 HRC. При твердости ниже этого уровня, базовая динамическая и статическая нагрузки уменьшаются. Значения таким образом должны быть умножены на соответствующий фактор твердости (fH).

 

Коэффициент температуры (fT)

Коэффициент температуры (график) Для шариковых втулок, используемых при температуре выше 100 °С должен быть принят во внимание коэффициент температуры с диаграммы. Для применения при температуре выше 80 °С, уплотнения, сегменты и сепаратор нужно заменить на высокотемпературные. (Температурный диапазон 20 °С~80 °C) В дополнение, обратите, пожалуйста, внимание, что сами шариковые втулки должны быть с высокотемпературными свойствами.
 

Коэффициент контакта (fC)

Когда несколько шариковых втулок установлены близко одна к другой, моменты и точность опорной поверхности влияют на работу, делая сложным равное распределение нагрузки. При использовании одной шариковой втулки с другой нужно умножить базовую нагрузку (C или CO) на коэффициент из следующей таблицы.

Количество шариковых втулок на валу Фактор контакта (fC)
2 0.81
3 0.72
4 0.66
5 0.61
более 6 0.60
при обычном использовании 1.0


Коэффициент нагрузки (fW)

В общем случае, машины при возвратно-поступательном движении могут быть причиной вибрации и ударов во время работы, особенно сложно определить величину вибрации, возникающей во время высокоскоростных операций, также как удары при повторяющихся пусках и остановках при нормальной работе. Поэтому, когда эффект от скорости и вибрации оценивается как значительный, поделите базовую динамическую нагрузку на фактор нагрузки из следующей таблицы.

Условия работы Коэффициент нагрузки (fW)
Нагрузка Cкорость
Нет ударного воздействия и вибрации ниже 15 м/мин 1.0~1.5
Незначительные ударное воздействие и вибрация ниже 60 м/мин 1.5~2.0
Значительные ударное воздействие и вибрация выше 60 м/мин 2.0~4.0


Рассмотрение нагрузки

При разработке системы линейного перемещения, необходимо принять во внимание как варианты установки будут влиять на работу. Следующие примеры показывают как направление нагрузки и центр тяжести могут влиять на выбор товара. При оценке Вашего применения, рассмотрите каждую силу, влияющую на Вашу систему и определите лучшую для Вашего применения линейную направляющую.

Горизонтальная установка | Во время движения с постоянной скоростью или в состоянии покоя

Рассмотрение нагрузки. Горизонтальная установка (1)

Горизонтальная установка | Во время движения с постоянной скоростью или в состоянии покоя

Рассмотрение нагрузки. Горизонтальная установка (1)

Боковая установка | Во время движения с постоянной скоростью или в состоянии покоя

Рассмотрение нагрузки. Боковая установка

Вертикальная установка | Во время движения с постоянной скоростью или в состоянии покоя.
Во время пуска и остановки нагрузка меняется из-за инерции

Рассмотрение нагрузки. Вертикальная установка

Средняя эффективная нагрузка при изменяющейся нагрузке

Нагрузка, воздействующая на систему линейного перемещения изменяется в зависимости от применения, например, когда линейная направляющая начинает или завершает возвратно-поступательное движение, когда она работает с постоянной скоростью, в зависимости от того выполняет она какую-то работу или нет. Для отклоняющейся нагрузки важно определить среднюю эффективную нагрузку.

Для ступенчатой нагрузки в соответствии с расстоянием

Формула для ступенчатой нагрузки График для ступенчатой нагрузки
Для нагрузки, которая изменяется ступенчато
Pm: Средняя эффективная нагрузка при отклонении (Н)
Pn: Изменяющаяся нагрузка (Н)
L: Общая дистанция (мм)
Ln: Дистанция с нагрузкой Pn (мм)

Для почти линейно изменяющейся нагрузки

Формула для постепенно изменяющейся нагрузки График для постепенно изменяющейся нагрузки
Для нагрузки, которая изменяется постепенно
Pm: Средняя эффективная нагрузка при отклонении (Н)
Pmin: Минимальное значение отклоняющейся нагрузки (Н)
Pmax: Максимальное значение отклоняющейся нагрузки (Н)

Когда нагрузка изменяется по синусоиде

Формула для синусоидально изменяющейся нагрузки График для синусоидально изменяющейся нагрузки
Для нагрузки, которая изменяется по синусоиде