Номинални век линеарне вођице је важна референца када се бира шина и блок за ЦНЦ машине, опрему за аутоматизацију, мерне системе, машине за паковање и друге апликације за линеарно кретање. Помаже инжењерима да процене колико дуго линеарна водилица може да путује пре него што се појави љуштење од замора на стази трчања или котрљајућим елементима.
Међутим, номинални век трајања није исти као гарантовани радни век. Чак и водилице истог модела могу показати различите стварне резултате у зависности од смера оптерећења, тачности инсталације, подмазивања, вибрација, температуре, радног окружења и одржавања. Из тог разлога, прорачун животног века треба да се користи као референца за избор, а не као једини стандард за процену.
Овај чланак објашњава основну формулу номиналног живота залинеарне вођице, укључујући вођице типа кугле и ваљка, и показује како фактор тврдоће, фактор температуре, фактор оптерећења, динамичко оптерећење и брзина кретања утичу на коначну процену радног века.
Брзо разумевање:Прорачун животног века линеарне вођице се углавном односи на однос између основне вредности динамичког оптерећењаCи стварно израчунато оптерећењеP. Када оптерећење постане веће, израчунати век трајања се значајно смањује. Због тога је тачна процена оптерећења важнија од једноставног избора веће величине шине.
Шта је живот линеарног водича?
Током рада, стаза клизања и елементи котрљања линеарне вођице су више пута изложени контактном напрезању. После-дуготрајног рада, може се појавити замор на металној површини. Када се мали комади материјала одлепе од стазе за трчање или котрљајућих елемената, то се обично назива љуштење од замора.
Животни век линеарне водилице се генерално изражава као укупна удаљеност пре него што се појави љуштење од замора. У практичним машинама, на стварни радни век такође могу утицати контаминација, лоше подмазивање, ударно оптерећење, неправилна инсталација, корозија или превелико предоптерећење.
Због тога, када се говори о животу линеарне водилице, важно је разликоватиизрачунати номинални век трајањаистварни век трајања. Номинални век трајања је теоретска референца заснована на носивости и условима рада, док стварни радни век зависи од тога како је вођица одабрана, инсталирана, подмазана и коришћена.
Шта је номинални живот?
Номинални век се обично користи као стандардна референца за поређење и избор линеарних вођица. То значи укупну удаљеност коју 90% групе идентичних линеарних вођица може да достигне без љуштења замора када се ради под истим условима.
За линеарне вођице са куглицама као котрљајућим елементима, основно динамичко оптерећење се обично заснива на номиналном веку од 50 км. За линеарне вођице типа ваљка, основно динамичко оптерећење се обично заснива на номиналном веку од 100 км. Ову разлику треба узети у обзир приликом упоређивања вођица типа кугле и типа ваљка.
| Тип водича | Роллинг Елемент | Заједнички референтни живот | Типична карактеристика |
|---|---|---|---|
| Линеарна водилица лоптастог типа | Челичне кугле | 50 км | Глатко кретање, ниже трење, широко се користи у аутоматизацији и ЦНЦ опреми. |
| Линеарна водилица ваљкастог типа | Цилиндрични ваљци | 100 км | Већа крутост и већи капацитет оптерећења за тешке-и високо{1}}прецизне системе. |
Основна формула номиналног животног века за линеарне вођице
Делујуће оптерећење има снажан утицај на номинални век линеарне вођице. У основном прорачуну, животни век се процењује упоређивањем основног динамичког оптерећењаCса стварним израчунатим оптерећењемP.
Линеарни водич са куглицом:
L = (C / P)3× 50 км
Линеарни водич типа ваљка:
L = (C / P)10/3× 100 км
| Симбол | Значење | Јединица | Како га користити |
|---|---|---|---|
| L | Номинални живот | км | Израчунати пут пре референтне тачке љуштења од замора. |
| C | Основно динамичко оптерећење | Н или кН | Обично се налази у табели са спецификацијама линеарних водича. |
| P | Стварно израчунато оптерећење | Н или кН | Треба да обухвата радно оптерећење, инерционо оптерећење, моментно оптерећење и расподелу оптерећења. |
Пошто је однос оптерећења подигнут на трећу потенцију за вођице типа кугле, чак и мало повећање стварног оптерећења може проузроковати велико смањење израчунатог века трајања. Због тога дизајнери машина не би требало да потцењују силу убрзања, оптерећење изнад, ударно оптерећење или неравномерну расподелу оптерећења између више блокова.
Модификована формула номиналног живота
У стварним применама, линеарне вођице се не користе увек у идеалним условима. Температура, тврдоћа стазе, вибрације, ударно оптерећење, подмазивање, контаминација и тачност инсталације могу променити стварни радни век. Из тог разлога, модификована формула номиналног века се често користи за реалистичнију селекцију.
Модификовани животни век за линеарну водилицу кугличног типа:
L = [(fh × ft × C) / (fw × Pc)]3× 50 км
Модификовани животни век за линеарну вођицу типа ваљка:
L = [(fh × ft × C) / (fw × Pc)]10/3× 100 км
У овој формули,fhје фактор тврдоће,ftје температурни фактор,fwје фактор оптерећења, иPcје израчунато оптерећење. Неки каталошки системи могу такође узети у обзир фактор контакта када се више блокова користи у блиском контакту. Специфична формула треба да прати техничке податке одабраног произвођача.
Фактор тврдоће фh
Тврдоћа стазе за трчање директно утиче на носивост и век трајања линеарне вођице. Уопштено, површина стазе која је у контакту са котрљајућим елементима треба да достигне одговарајућу дубину и ниво тврдоће. Ако је тврдоћа нижа од захтеваног опсега, дозвољено оптерећење се смањује и израчунати називни век трајања постаје краћи.
За стандардне линеарне вођице које испоручује ДЛИ, фактор тврдоће се обично сматра 1,0 под редовним условима. Ако се ради о посебном материјалу, површинској обради или неуобичајеним радним условима, фактор треба посебно потврдити.
| Стање | Фактор тврдоће фh | Напомена о избору |
|---|---|---|
| Стандардна каљена стаза за трчање | Обично 1.0 | Користи се за нормално израчунавање животног века линеарне вођице. |
| Мања-од-потребне тврдоће | Мање од 1,0 | Носивост треба смањити пре израчунавања века трајања. |
| Посебан материјал или посебан третман | Потврдите посебно | Проверите са добављачем пре директног коришћења података о учитавању каталога. |
Фактор температуре фt
Висока температура може смањити тврдоћу и стабилност димензија линеарних компоненти водилице. Такође може утицати на заптивке, завршне поклопце, маст, пластичне додатке и перформансе подмазивања. Из тог разлога, препоручује се да радно окружење многих стандардних линеарних вођица остане испод 100 степени осим ако се не потврди конфигурација високе{3}}температуре.
Када је радна температура висока, основна оцена динамичког оптерећења и оцена статичког оптерећења ће можда морати да се коригују температурним фактором. У апликацијама као што су пећи, опрема за заваривање, системи за сушење или високо{1}}производне линије, обичне вођице не треба бирати само по величини. Материјал, заптивке, подмазивање и прибор такође треба проверити.
Фактор оптерећења фw
Оптерећење које делује на линеарну вођицу укључује не само тежину покретног дела, већ и инерционо оптерећење при убрзању и успоравању, моментно оптерећење изазвано конструкцијама које се надвијају, вибрације и удар. Ове услове је тешко савршено израчунати, тако да се фактор оптерећења често користи да би прорачун животног века био конзервативнији.
| Лоадинг Цондитион | Брзина услуге | Предложени фактор оптерећења фw | Типична ситуација са применом |
|---|---|---|---|
| Нема очигледног удара или вибрација | В Мање или једнако 15 м/мин | 1.0 - 1.2 | Оса спорог позиционирања, мерна опрема, лак-ручни рад или аутоматизација мале брзине{1}}. |
| Мали утицај | 15 м/мин < В Мање или једнако 60 м/мин | 1.2 - 1.5 | Општа аутоматизација, лака ЦНЦ опрема, системи за паковање или руковање. |
| Средње оптерећење или већа брзина | 60 м/мин < В Мање или једнако 120 м/мин | 1.5 - 2.0 | Честа покрета{0}}заустављање, дужи ход, веће убрзање или умерене вибрације. |
| Удар и вибрације | В > 120 м/мин | 2.0 - 3.5 | Брза{0}}опрема, велико оптерећење, машински удар, штанцање или нестабилни услови рада. |
Већи фактор оптерећења смањује израчунати век трајања, али може боље да одражава стварне услове рада. За опрему са честим ударима или вибрацијама, коришћење оптимистичног малог фактора оптерећења може довести до водилице која изгледа прихватљиво у прорачуну, али прерано поквари у стварној употреби.
Динамичко оптерећење Ц
Основна оцена динамичког оптерећењаCје једна од најважнијих вредности у избору линеарне водилице. Представља вредност оптерећења која се користи за прорачун века трајања под дефинисаним тестним и референтним условима. У већини каталога производа, свака величина шине и тип блока имају своју динамичку оцену оптерећења.
На пример, блок за тежак{0}}блок и блок са супер-тешким-блоком могу да користе исту величину шине, али њихова дужина блока, унутрашњи распоред котрљајућих елемената, крутост и динамичко оптерећење могу бити различити. Због тога бирање само по ширини шине, као што је 15, 20, 25, 30 или 35 мм, није довољно.
Напомена о избору ДЛИ:Када бирате линијске вођице серије ХД, ЕД, РД или МД, треба заједно проверити тип блока, величину шине, правац оптерећења, број блокова, степен тачности, предоптерећење и простор за уградњу. Компактни блок може да уштеди простор, док дужи блок или блок са ваљком{1}}може да обезбеди већи капацитет оптерећења и крутост.
Израчунавање радног века Лh
Номинални животни век се изражава као путна удаљеност, обично у километрима. У многим пројектима, инжењери такође треба да процене радни век у сатима. Ако је позната еквивалентна брзина, номинални век се може претворити у век трајања.
Век трајања:
Lh = L × 103 / (Ve × 60)
| Симбол | Значење | Јединица |
|---|---|---|
| Lh | Век трајања | сат |
| L | Номинални живот | км |
| Ve | Еквивалентна брзина путовања | м/мин |
Ако машина користи повратно кретање са фиксним ходом и фиксним циклусом, радни век се такође може проценити дужином хода и фреквенцијом реципрочног кретања. За неправилно кретање, променљиву брзину или вишестепене радне циклусе, прорачун треба да се прилагоди према стварном профилу кретања.
Једноставан пример израчунавања
Следећи пример показује како однос оптерећења утиче на номинални век линеарне вођице кугластог типа. Ово је поједностављен прорачун за разумевање формуле. Стварни избор такође треба да узме у обзир моментно оптерећење, предоптерећење, подмазивање, вибрације, тачност инсталације и сигурносну маргину.
Претпоставимо да линеарна водилица лоптастог типа има:
- Основно динамичко оптерећење Ц=20 кН
- Израчунато оптерећење П=5 кН
- Референтни век врсте лопте=50 км
Номинални животни век је:
L = (20 / 5)3 × 50 = 43× 50=3200 км
Ако се израчунато оптерећење повећа са 5 кН на 10 кН, резултат се значајно мења:
L = (20 / 10)3 × 50 = 23× 50=400 км
У овом поједностављеном примеру, када се израчунато оптерећење удвостручи, номинални век се смањује са 3200 км на 400 км. Ово показује зашто су исправна процена оптерећења и правилан избор величине шине критични у дизајну линеарне вођице.
Уобичајене грешке у израчунавању животног века линеарног водича
Формуле за номинални животни век су корисне, али нетачне улазне вредности могу довести до погрешних резултата. Следеће грешке су уобичајене током избора линеарног водича:
| Грешка | Зашто је важно | Боља пракса |
|---|---|---|
| Само израчунавање вертикалне тежине | Инерционо оптерећење и моментно оптерећење могу бити много веће током убрзања и успоравања. | Проверите центар гравитације, убрзање, смер хода и расподелу оптерећења. |
| Игнорисање прекомерног оптерећења | Препуст ствара моментално оптерећење и неуједначену силу на сваком блоку. | Користите више блокова или већи размак када је центар терета далеко од водилице. |
| Коришћење премалог фактора оптерећења | Вибрације и ударци могу скратити стварни животни век водилице. | Изаберите конзервативније фwза опрему велике{0}}брзине или шока{1}}оптерећења. |
| Поређење кугличних и ваљкастих вођица само по Ц вредности | Куглични и ваљкасти водичи могу користити различите референтне основе века трајања. | Пре поређења проверите да ли је оцена заснована на 50 км или 100 км. |
| Игнорисање тачности инсталације | Лоша паралелност или равност могу створити додатно унутрашње оптерећење. | Контролишите тачност монтажне површине и поравнање шина током монтаже. |
Закључак
Прорачун номиналног века за линеарне вођице заснива се углавном на односу између основног динамичког оптерећења и стварног израчунатог оптерећења. За вођице са кугличним типом, животни век се обично израчунава кубним односом, док вођице типа ваљка користе другачији експонент и референтну основу од 100 км.
У стварним машинама такође треба узети у обзир тврдоћу, температуру, вибрације, удар, тачност уградње, подмазивање, предоптерећење и радно окружење. Исправан прорачун помаже да се сузи опсег избора, али коначан избор водилице и даље треба проверити заједно са структуром опреме и условима рада.
Потребна вам је помоћ при одабиру линеарног водича?
ДЛИ испоручује линеарне вођице кугличног и ваљкастог типа за ЦНЦ машине, системе за аутоматизацију, опрему за паковање, мерне инструменте и платформе за тешко{0}}оптерећење. Ако треба да процените животни век вођице или да изаберете одговарајућу серију шина и блокова, можете нам послати оптерећење, ход, брзину, смер уградње, радно окружење и захтеве за тачност ради техничке потврде.
Емаил:export@dlybearing.com
