滚动导轨副选型指导.

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2、摩檫力的计算 摩擦阻力受导轨副的结构形式、润滑剂的粘度、所受 的载荷以及运动速度的影响而变化,预紧后,摩擦阻力将 会有所增大。
摩擦力F可按下式计算:F=μp+f
LG、LM系列:μ = 0.005~0.006 LGS系列: LGR系列: μ = 0.003~0.004 μ = 0.002~0.003 f-密封件阻力(N)参考表1
对于全行程中变化的载荷,应算出计算载荷:
3 3 3 P L P L P n Ln 1)载荷分段变动的计算载荷: PC 3 1 1 2 2 L
Pn- 对应行程Ln 内的载荷
(kN)
Ln-分段行程
L-全行程,等于 Ln
(kM)
(kM)
2)载荷呈线性变化的计算载荷:Pc=(Pmin+2Pmax)/3
-3
L=11×300×8×60×0.8×8×2×10 =20275.2(km)
四个滑块的载荷为:P1=P2=P3=P4=(16+2)/4=4.5kN
3
L=5 0×
fH ×f T×f c fw
50
C Pc
1/ 3
20275.2 可以计算出: C≥
×
4 . 5 X 1 .5 = 61. 68(kN )=629 4 (kgf ) 0.8 1
0 .6 0 .5
0 .4 100
1 20
140
1 60
1 80
T ( C) 200
0
滚道面的硬度 系数f H
温度 系 数f T
在计算额定寿命时,还应考虑外部作用载荷及使用场合的
影响,物体的重量、运动速度所引起惯性力的变化,为此引入
载荷系数fW。不同使用条件下fW取值,见左下表。 滚动直线导轨在大部分工作场合是由2个或2个以上的滑块 组合使用,因此必须考虑其负荷分布的均匀性对寿命的影响, 在计算时引入接触系数fC。接触系数与同一根导轨轴上滑块数 的关系见右下表。
用户可选用HTSD-LG45AA P1 2×1620 D 滚动直线导轨副。
HTPM滚动导轨副选型指导
使用条件设定 选择系列产品 决定精度等级
假定尺寸(型号)
假定滑块长短及数目 计算滑块最大负荷 选择预紧 确认刚性 计算寿命 润滑选择 结束
1、滚动直线导轨副负载的计算 滚动直线导轨副的每个滑块所受的负载受以下各种因 素影响:导轨副的配置形式(水平,竖直等),工作台的 重心和受力点的位置,切削阻力的作用,运动时的加速度 等。 下表为几种情况下作用于滚动直线导轨副的各个滑块 上负载的计算。 用户可以根据所选导轨副的配置形式计算滚动直线导 轨副的每个滑块所承受的载荷,然后根据后面提供的寿命 计算方法来计算导轨副的寿命。
3)载荷呈全波正弦曲线变化的计算载荷:Pc=0.65Pmax
4)载荷呈半波正弦曲线变化的计算载荷:Pc=0.75Pmax 5)同时承受垂直载荷Pv和水平载荷PH时的计算载荷:
P c =Pv +P H (k N)
6)同时承受扭矩M时的计算载荷: P c= P 0 +C 0
M M t (kN)
Po-外载荷;Co-额定静载荷;M-外载扭矩;Mt-额定扭矩
P-法向载荷(N)
3、寿命L 在相同的工作条件下,使一批相同构造和尺寸的导轨组 件分别运行,在其中 90% 的导轨组件尚未出现疲劳现象之前, 滑块相对于导轨运动距离的总和或一定运动速度下的工作小 时数。 在实际的导轨系统中,为了充分发挥滚动直线导轨副的 性能,与钢球接触的滚道表面的硬度应在 HRC58 ~ 64 之间。 若滚道表面硬度较低,则额定动载荷减少,导轨的额定寿命 将会降低。因此,导轨的额定动载荷、额定静载荷应乘以硬 度系数fH。左下图所示为对应不同的滚道面硬度时的硬度系 数fH。
载荷系数fW
使用条件 无外来冲击载荷、振动 (<15m/min) 无显著冲击载荷、振动 (<60m/min) 有外来冲击载荷、振动 (<60m/min) fW 1.0~1.5 1.5~2.0 2.0~3.5
接触系数fC
同一根导轨轴上安装的滑块 1 2 接触系数 fC 1.0 0.81
3
4 5
0.72
2 ).某水平安装的 HTSD-LG 型滚动直线导轨副支承系统,一 根导轨上用两个滑块,给定参数为:工作台自重W=2kN,承 受载荷 P=16kN (作用于滑块中心),有效行程 Lm=0.8 米, 每分钟往复次数n=8次,运行条件为,无明显冲击和振动, 目标寿命为 11年,试选择该滚动直线导轨副的规格。(以 每天开机8小时,每年300个工作日计。) fH=1,fT=1,fC=0.81,fW=1.5 目标寿命为:
式中:Pc为实际载荷 L为额定寿命(km)
Ls为行程(m)
n为每分钟往复次数(opm)
4、寿命计算举例
1).某线切割机床工作台,已知使用HTSD-LG30AA型导轨副, 且一根导轨上用两个滑块,每个滑块所受载荷为PC=200kgf, 行程Ls=1m,每分钟往复n=10,每天开机8小时,每年按300 个工作日计算,则每年工作时间为8×300=2400小时。 fH=1,fT =1,fc=0.81,fw=1.5
所以:L=
1X 1 X 0.8 1 362 0 1.5 200
3
X 50 = 46 686km
3
时间寿命:In=
L X1 0 466 86X10 = 2 X LsXn X 60 2X1 X10X6 0 =38 905(时)
3
389 05 =16 .2(年) 240 0
故在 正常条件下 可工作16. 2年
0.66 0.61
因此,考虑导轨面硬度、温度、接触状况以及使用条 件时,导轨副的额定寿命按以下公式计算: 使用滚珠导轨副的场合: 使用滚柱导轨副的场合: 使用寿命(时间)计算:
L= 50 x fH x fT x fC fW C PC
3
L=1 00 x
fH x fT x fC fW
C PC
10 3
L x1 0 3 In= ( 小时) 2 x L s x n x 60
导轨系统的温度超过 100℃时,与在常温使用场合相比, 额定动载荷降低,额定寿命缩短,因此导轨的额定动载荷、 额定静载荷应乘以温度系数fT。右下图所示为对应不同温度 时的温度系数fT。
1.0
1 .0 0 .9
fH
0.8
fT
0.6
0.4 0.2 0 20 30 40 50 60 H RC
0 .8 0 .7
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