與博世力士樂一起計算滾動軌道係統的負載和預期壽命

直線軌道係統專家博世力士樂請與我們分享正確的定義、計算和公式，以確定其滾動軌道係統的預期壽命。

在博世力士樂滾輪軌道係統中，軌道以45°的壓力角布置。這導致整個係統在所有四個主要加載方向上具有相同的高負載能力。滾輪滑塊可能同時受到力和載荷力矩的作用。

F力在四個主要方向上加載
張力F_z(積極的z方向)
壓力- f_z(負z方向)
側載荷F_y(積極的軌道上)
側負荷-F_y(負y方向)

時刻
現在米_x(繞x軸)
現在米_y(繞y軸)
現在米_z(繞z軸)

負載能力的定義

動載能力C

線性減摩軸承理論上在名義壽命為10的範圍內可以吸收的徑向載荷(其範圍和方向不變)⁵m(根據ISO 14728 -1)。

靜負荷額定值C₀

載荷方向的靜載荷，對應於滾動體與軌道區(軌道)之間最大載荷的接觸點中心的計算載荷為4000mpa。

注意:在接觸點上施加這種應力時，滾動元件和軌道區域會發生永久的整體變形，相當於滾動元件直徑的0.0001倍(根據DIN ISO 14 728-1)。

負載力矩容量的定義

動扭轉載荷能力M_t
繞縱軸x的相對動力矩，由此引起的荷載相當於動荷載容量C。

靜扭轉載荷能力M_t0
繞縱軸x的可比靜力矩，由此引起的荷載對應的靜荷載容量為C₀．

動縱向彎矩承載能力M_l
繞橫軸y或縱軸z的動力可比動矩，所引起的荷載對應於動荷載能力C。

靜縱向彎矩承載能力_L0
繞橫軸y或縱軸z產生的與靜載能力C相對應的荷載的靜態可比動力矩₀．

公稱壽命的定義和計算
單個線性滾動軸承或一組明顯相同的滾動軸承在相同條件下使用當代常用材料和製造商質量在常規操作條件下(根據DIN ISO 14 728-1)可以以90%的概率獲得的計算使用壽命。

公稱壽命(米)

F_米是軸承上的動態等效載荷。

使用壽命以固定衝程和固定重複衝程的工作時間為單位

如果衝程長度s和衝程重複率n在整個使用壽命中是恒定的，則可以用公式(2)來確定工作小時h的使用壽命。

變速時的額定使用壽命

作為一種替代方法，可以使用式(3)，利用平均行駛速度v計算運行小時內的使用壽命_米．

這個平均速度v_米是計算速度，可以用離散時間步長q逐步改變_tn各荷載階段(4)。

預期壽命修正

如果90%的可靠性還不夠，則必須將使用壽命值降低1 / a₁按照下表。

用於計算使用壽命的軸承載荷

組合等效軸承載荷
使用公式(5)，可以將一個荷載情況下發生的所有部分荷載合並為一個單一的比較荷載。即軸承上的組合等效載荷。

筆記
公式(5)中所述的彎矩僅適用於隻有一個滾輪滑塊的單個滾輪導軌。其他組合的公式更簡單。

在坐標係中繪製的力和力矩也可以在相反的方向上產生影響。減小與F軸任意角度影響滾輪滑塊的外部負載_y和F_z並將數值代入式(5)。滾輪轉輪塊的結構允許進行簡化計算。

考慮內預緊力F_公關
為提高導軌係統的剛性和精度，建議采用預張緊滾輪滑塊(參見“係統預緊選擇準則”)。

當使用預緊等級為C2和C3的滾輪滑塊時，可能需要考慮內部預緊力;這是因為輥子a和b的兩行都在內部預緊力F下通過特定的超大尺寸相互預緊_公關變形量為δ_公關(見圖表)。

a =負載的(下)輥子排
b =無負載(上)輥子排
δ = F處滾輪的變形量
δ_公關= F處滾輪的變形量_公關
F =滾輪滑塊上的載荷
F_公關=內部預緊力

軸承有效等效載荷
從一個外部荷載，相當於2.8倍的內部預緊力F_公關向前，一排滾輪變得無預壓。

案例1F_梳子> 2.8·f_公關
在這種情況下，內部預緊力F_公關不影響使用壽命。

案例2F_梳子≤2.8·f_公關
預緊力F_公關計算中包括軸承上的有效等效載荷。

請注意
在高動載荷條件下，組合等效軸承載荷應為F_梳子< 2.8·f_公關防止減摩軸承因滑動而損壞。

軸承上的動態等效載荷
軸承F上動態等效載荷的確定_米對於使用壽命的計算是根據軌道比率q來實現的_sn根據式(8)。

軸承上的等效靜載荷
結合垂直和水平的外部靜載荷以及靜扭轉力矩或縱向力矩，計算軸承F上的靜等效載荷_0梳子根據式(9)。

筆記
軸承F上的靜等效載荷_0梳不得超過靜載能力C₀．式(9)僅適用於使用單個滾子導軌時。
減小與F軸任意角度影響滾輪滑塊的外部負載_{0 y}和F_{0 z}將金額代入式(9)。

動、靜載荷比的定義和計算
利用滾輪滑塊的額定負載與負載的比率，可以對導軌進行預選。動載比C/F_馬克斯靜載比C₀/ F₀Max應根據應用程序選擇。必要的額定負載由此計算出來。負載評級概述產生相應的維度和格式。

負載比率的推薦值
下表包含負載比的指導值。
這些值僅作為反映行業和應用的典型客戶要求(例如使用壽命、精度、剛性)的粗略指南。

案例1:靜負荷F_0馬克斯> F_馬克斯：

案例2:靜負荷F_0馬克斯< F_馬克斯：

靜載安全係數S₀

你必須從數學上驗證任何涉及滾動接觸的結構設計的靜載安全係數。直線導軌的靜載安全係數由下式得出:

在這方麵，F_0馬克斯表示可能發生的影響線性導軌的最大負載幅值。這種負荷是否隻施加很短一段時間並不重要。它可以表示總體動荷載的峰值振幅。對於尺寸，適用於表中所示的數據。

每個應用程序都是獨特的，需要特別注意負載能力。進行這些計算可以幫助您為應用程序選擇正確的線性導軌，從而延長線性導軌和機器的使用壽命。

看看MISUMI的博世力士樂直線導軌的選擇在這裏．