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【INA軸承專(zhuān)家】直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命

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文章出處:m.theinternetprogrammers.com/?liwen0112網(wǎng)責任編輯:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2016-03-22 16:00:00

  濟南市鴻慷機電設備有限公司位于交通便利的泉城濟南,是全球生產(chǎn)滾動(dòng)軸承和直線(xiàn)運動(dòng)產(chǎn)品的領(lǐng)導企業(yè)---德國舍弗勒集團在山東的授權代理商。公司專(zhuān)營(yíng)舍弗勒集團旗下兩大品牌INA軸承和FAG軸承,是一家順應經(jīng)濟發(fā)展需要而誕生的專(zhuān)業(yè)化新型高端軸承公司。多年來(lái)一直從事軸承的銷(xiāo)售和售后技術(shù)支持,在機械行業(yè)技術(shù)方面有著(zhù)非常豐富的經(jīng)驗,今天濟南鴻慷機電進(jìn)口軸承專(zhuān)家為大家介紹一下直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命。

INA|直線(xiàn)導軌

 

  直線(xiàn)導軌的應用,必須對選用的型號與使用條件來(lái)驗算其負荷容量及壽命,根據這些結果來(lái)判斷選擇的直線(xiàn)導軌型號是否符合需求。

 

  負荷容量的驗算是利用基本額定靜負荷(C0),求出靜安全系數,即確定其靜的負荷限度;而壽命的驗算則是利用基本額定動(dòng)負荷(C),來(lái)計算額定壽命。

 

  直線(xiàn)導軌的壽命是指在滾動(dòng)體或滾動(dòng)面上由于循環(huán)應力的作用,到出現因材料的滾動(dòng)疲勞所發(fā)生的金屬表面剝落時(shí)所運行的總距離。

 

  1,基本額定靜負荷C0

 

  直線(xiàn)導軌在靜止或低速運行中承受過(guò)大或沖擊的負荷時(shí),在滾動(dòng)體與滾動(dòng)面之間會(huì )產(chǎn)生局部的永久變形,這個(gè)永久變形量如果超過(guò)某個(gè)限度時(shí),就會(huì )影響直線(xiàn)導軌運動(dòng)的順暢性。

 

  所謂的基本額定靜負荷(C0),是指在產(chǎn)生最大應力的接觸面處,使滾動(dòng)體與滾動(dòng)面間的永久變形量之總和達到滾動(dòng)體直徑的0.0001倍時(shí),方向和大小一定的靜止負荷。所以基本額定靜負荷即為容許靜負荷的限度。

 

  2,容許靜力矩 M0

直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
 
  在直線(xiàn)導軌上作用力矩時(shí),從直線(xiàn)導軌內的滾動(dòng)體應力分布來(lái)看,兩端的滾動(dòng)體產(chǎn)生最大的應力。所謂的容許靜力矩(M0),是指在產(chǎn)生最大應力的接觸面處,使滾動(dòng)體與滾動(dòng)面間的永久變形量之總和達到鋼珠直徑的0.0001倍時(shí),方向和大小一定的靜止力矩。所以容許靜力矩即為靜的作用力矩的限度。在直線(xiàn)導軌中是以MP、MY、MR這3個(gè)方向的力矩來(lái)定義的。
 
  3,靜安全系數 fs
 
  當直線(xiàn)導軌使用在有振動(dòng)、沖擊或激烈的啟動(dòng)停止情形,由于慣性力或力矩等外力的作用,會(huì )有大的負荷產(chǎn)生,對于這樣的負荷狀況,有必要考慮靜安全系數。靜安全系數(fs) 是按直線(xiàn)導軌的基本額定靜負荷(C0),為作用在直線(xiàn)導軌上的負荷的多少倍來(lái)表示,如下式所示。各種應用狀況的靜安全系數之基準值,如下表所示。
 
  fs = C0 / P
 
  或
 
  fs = M0 / M
 
  fs :靜安全系數
  C0:基本額定靜負荷(N)
  M0:容許靜力矩(N.M)
  P:計算負荷(N)
  M:計算力矩(N.M)
靜態(tài)系數的基準值
使用機械 負荷條件 fs的下限
一般產(chǎn)業(yè)機器 一般負荷狀況 1.0 - 1.3
有振動(dòng)、沖擊時(shí) 2.0 - 3.0
機床 一般負荷狀況 1.0 - 1.5
有振動(dòng)、沖擊時(shí) 2.5 - 7.0
 

 

  4,基本額定動(dòng)負荷 C

 

  即使同一批制造出來(lái)的產(chǎn)品,在相同的條件下運動(dòng),直線(xiàn)導軌的壽命也會(huì )有些許差異。因此,為了確定直線(xiàn)導軌的壽命,一般使用以下定義的額定壽命。所謂的額定壽命(L),是指一批相同規格的直線(xiàn)導軌在同樣的條件下運動(dòng)時(shí),其中的90%不產(chǎn)生表面疲勞剝落的現象所能行走的總運行距離。當直線(xiàn)導軌承受負荷并運動(dòng)時(shí),為計算其壽命要使用基本額定動(dòng)負荷。

 

  所謂的基本額定動(dòng)負荷(C ),是指一批相同規格的直線(xiàn)導軌在同樣的條件下運動(dòng)時(shí),當其滾動(dòng)體為鋼珠時(shí),其額定壽命為50km,而其滾動(dòng)體為滾柱時(shí),額定壽命為100km,方向和大小都不變的負荷。

 

  5,壽命計算

 

  直線(xiàn)導軌的額定壽命(L)會(huì )因實(shí)際所承受的負荷而不同,可依照選用規格的基本額定動(dòng)負荷(C)和工作負荷(P)來(lái)推算出使用壽命。直線(xiàn)導軌的使用壽命會(huì )隨著(zhù)運動(dòng)狀態(tài)、滾動(dòng)面的硬度與環(huán)境溫度而變化,依其循環(huán)的滾動(dòng)體類(lèi)型,選用下式來(lái)計算其壽命。

 

  鋼珠(球)

 
直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
  滾柱
 
直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
  L:額定壽命(KM)
  C:基本額定動(dòng)負荷(N)
  P:工作負荷(P)
  fH:硬度系數
  fT:溫度系數
  fW:負荷系數
 
  硬度系數 fH
 
  直線(xiàn)導軌滾動(dòng)面的硬度必須為HRC 58~64,如果硬度比此數值低時(shí),會(huì )降低直線(xiàn)導軌的負荷能力,此時(shí)基本額定動(dòng)、靜負荷應分別乘以相對的硬度系數 fH,如下圖所示。出廠(chǎng)的PMI 直線(xiàn)導軌硬度要求為HRC 58以上,所以 fH =1.0。
 
直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
  溫度系數 fT
 
  直線(xiàn)導軌使用在環(huán)境溫度高于100℃時(shí),高溫效應會(huì )影響其使用壽命,此時(shí)基本額定動(dòng)、靜負荷應分別乘以相對的溫度系數 fT,如下圖所示。PMI 直線(xiàn)導軌部分的配件為塑、橡膠制 品,建議的使用溫度為100℃以下。
直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
 
  負荷系數 fW
 
  雖然直線(xiàn)導軌所承受的負荷可藉由計算求得,但實(shí)際使用時(shí)大都伴隨著(zhù)振動(dòng)或沖擊,負荷多會(huì )大于計算值。因此在考慮不同的運轉條件與使用速度下,建議依經(jīng)驗所得到的負荷系數除以基本額定動(dòng)負荷C,如下表所示。
運轉條件 使用速度 fW
平滑無(wú)沖擊 V 小于等于 15 m/min 1.0 - 1.2
普通沖擊力及振動(dòng) 15 小于 V 小于等于 60m/min 1.2 - 1.5
中等沖擊力及振動(dòng) 60 小于 V 小于等于 120m/min 1.5 - 2.0
強烈沖擊力及振動(dòng) V 大于等于 120m/min 2.0 - 3.5
 

 

 

  6,壽命時(shí)間的計算Lh

 

  在直線(xiàn)導軌使用的行程長(cháng)度與往復次數一定時(shí),可用前述公式所求得的額定壽命(L),換算出壽命時(shí)間(Lh)。

直線(xiàn)導軌的額定負荷與壽命
 
  Lh:壽命時(shí)間(hr)
  L:額定壽命距離計算值(km)
  ls:行程長(cháng)度(m)
  n1:每分鐘往復次數(min-1)
 
 

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