Lineaarse juhttee nominaalne eluiga on oluline viide CNC-masinate, automaatikaseadmete, mõõtesüsteemide, pakendamismasinate ja muude lineaarse liikumise rakenduste juhtrööpa ja -ploki valimisel. See aitab inseneridel hinnata, kui kaua võib lineaarne juhttee liikuda enne, kui võidusõidurajale või veerevatele elementidele tekib väsimusketendus.
Nominaalne eluiga ei ole aga sama, mis garanteeritud kasutusiga. Isegi sama mudeli juhikud võivad näidata erinevaid tegelikke tulemusi olenevalt koormuse suunast, paigalduse täpsusest, määrimisest, vibratsioonist, temperatuurist, töökeskkonnast ja hooldusest. Sel põhjusel tuleks eluea arvutamist kasutada valiku viitena, mitte ainsa hinnangustandardina.
See artikkel selgitab peamist nominaalse eluea valemitlineaarsed juhikud, sealhulgas kuuli- ja rullitüüpi juhikuid, ning näitab, kuidas kõvadustegur, temperatuuritegur, koormustegur, dünaamiline koormusmäär ja liikumiskiirus mõjutavad lõplikku kasutusea hinnangut.
Kiire arusaamine:Lineaarse juhtraja eluea arvutamine hõlmab peamiselt dünaamilise koormuse põhireitingu vahelist seostCja tegelik arvestuslik koormusP. Kui koormus muutub suuremaks, väheneb arvutuslik eluiga oluliselt. Seetõttu on õige koormuse hindamine olulisem kui lihtsalt suurema rööpa suuruse valimine.
Mis on lineaarse juhttee eluiga?
Töötamise ajal allutatakse lineaarse juhttee jooksurada ja veerevaid elemente korduvalt kontaktpingele. Pärast pikaajalist-kasutamist võib metallpinnale ilmuda väsimus. Kui jooksurajalt või veerevatest elementidest kooruvad maha väikesed materjalitükid, nimetatakse seda tavaliselt väsimusketenduseks.
Lineaarse juhtraja eluiga väljendatakse üldiselt kogu teepikkusena enne väsimuse ketenduse ilmnemist. Praktiliste masinate tegelikku kasutusiga võivad mõjutada ka saastumine, halb määrimine, löökkoormus, vale paigaldus, korrosioon või liigne eelkoormus.
Seetõttu on lineaarse juhiku eluea arutamisel oluline vahet tehaarvutatud nominaalne eluigajategelik kasutusiga. Nominaalne eluiga on teoreetiline viide, mis põhineb koormusel ja töötingimustel, samas kui tegelik kasutusiga sõltub juhiku valimisest, paigaldamisest, määrimisest ja kasutamisest.
Mis on nimielu?
Nominaalset eluiga kasutatakse tavaliselt standardse võrdlusalusena lineaarsete juhikute võrdlemisel ja valimisel. See tähendab kogu läbisõidukaugust, mille 90% identsete lineaarsete juhikute rühmast võib jõuda ilma väsimusketenduseta, kui neid kasutatakse samades tingimustes.
Lineaarsete juhtteede puhul, kus veerevate elementidena on kuulid, põhineb dünaamilise koormuse põhimäär tavaliselt 50 km nominaaleal. Rull-tüüpi lineaarsete juhikute puhul põhineb dünaamilise koormuse põhimäär tavaliselt 100 km nominaaleal. Seda erinevust tuleks arvesse võtta, kui võrrelda kuulitüüpi ja rulli tüüpi juhtradu.
| Juhttee tüüp | Veerev element | Ühine võrdluselu | Tüüpiline funktsioon |
|---|---|---|---|
| Palli tüüpi lineaarne juhik | Terasest kuulid | 50 km | Sujuv liikumine, väiksem hõõrdumine, kasutatakse laialdaselt automaatika- ja CNC-seadmetes. |
| Rulli tüüpi lineaarne juhik | Silindrilised rullid | 100 km | Suurem jäikus ja suurem kandevõime raskete{0}}või suure täpsusega{1}}süsteemide jaoks. |
Lineaarsete juhikute nimiväärtuse põhivalem
Toimiv koormus mõjutab tugevalt lineaarse juhttee nominaalset eluiga. Põhiarvutuses hinnatakse eluiga dünaamilise koormuse põhireitingu võrdlemise teelCtegeliku arvestusliku koormusegaP.
Palli tüüpi lineaarne juhik:
L = (C / P)3× 50 km
Rulli tüüpi lineaarne juhik:
L = (C / P)10/3× 100 km
| Sümbol | Tähendus | Üksus | Kuidas seda kasutada |
|---|---|---|---|
| L | Nominaalne eluiga | km | Arvutatud teepikkus enne väsimuse ketenduse võrdluspunkti. |
| C | Dünaamilise koormuse põhireiting | N või kN | Tavaliselt leitakse lineaarse juhiku spetsifikatsiooni tabelist. |
| P | Tegelik arvestuslik koormus | N või kN | Peaks sisaldama töökoormust, inertskoormust, momentkoormust ja koormuse jaotust. |
Kuna kuultüüpi juhikute puhul tõstetakse koormussuhet kolmanda astmeni, võib isegi tegeliku koormuse väike suurenemine põhjustada arvutusliku eluea märkimisväärse vähenemise. Seetõttu ei tohiks masinakonstruktorid alahinnata kiirendusjõudu, üleulatuvat koormust, löögikoormust ega ebaühtlast koormuse jaotust mitme ploki vahel.
Muudetud nimielu valem
Tegelikes rakendustes ei kasutata lineaarseid juhikuid alati ideaalsetes tingimustes. Temperatuur, jooksuraja kõvadus, vibratsioon, löökkoormus, määrimine, saastumine ja paigaldustäpsus võivad tegelikku tööiga muuta. Sel põhjusel kasutatakse realistlikumaks valikuks sageli muudetud nominaalse eluea valemit.
Kuulitüüpi lineaarse juhiku muudetud eluiga:
L = [(fh × ft × C) / (fw × Pc)]3× 50 km
Rulli tüüpi lineaarse juhiku muudetud eluiga:
L = [(fh × ft × C) / (fw × Pc)]10/3× 100 km
Selles valemisfhon kõvaduse tegur,fton temperatuuritegur,fwon koormustegur jaPcon arvutatud koormus. Mõned kataloogisüsteemid võivad arvestada ka kontaktteguriga, kui tihedas kontaktis kasutatakse mitut plokki. Konkreetne valem peaks järgima valitud tootja tehnilisi andmeid.
Kõvadustegur fh
Võistlusraja kõvadus mõjutab otseselt lineaarse juhtraja kandevõimet ja väsimust. Üldjuhul peaks veereelementidega kokkupuutuv pind saavutama sobiva karastatud sügavuse ja kõvaduse taseme. Kui kõvadus on nõutavast vahemikust madalam, siis lubatud koormus väheneb ja arvestuslik nimielu lüheneb.
DLY tarnitavate standardsete lineaarsete juhikute puhul loetakse kõvadusteguriks tavatingimustes tavaliselt 1,0. Kui tegemist on spetsiaalse materjali, pinnatöötluse või ebatavalise töötingimustega, tuleb tegur eraldi kinnitada.
| Seisund | Kõvadustegur fh | Valiku märkus |
|---|---|---|
| Standardne karastatud võidusõidurada | Tavaliselt 1.0 | Kasutatakse tavalise lineaarse juhiku eluea arvutamiseks. |
| Madalam-kui-nõutav kõvadus | Vähem kui 1,0 | Koormust tuleks enne eluea arvutamist vähendada. |
| Erimaterjal või eritöötlus | Kinnitage eraldi | Enne kataloogi laadimisandmete otsest kasutamist konsulteerige tarnijaga. |
Temperatuuritegur ft
Kõrge temperatuur võib vähendada lineaarsete juhttee komponentide kõvadust ja mõõtmete stabiilsust. See võib mõjutada ka tihendeid, otsakatteid, määrdeid, plasttarvikuid ja määrimist. Sel põhjusel on paljude standardsete lineaarsete juhikute töökeskkond soovitatav jääda alla 100 kraadi, välja arvatud juhul, kui kõrge-temperatuuri konfiguratsioon on kinnitatud.
Kui töötemperatuur on kõrge, võib dünaamilise koormuse ja staatilise koormuse reitingut olla vaja temperatuuriteguriga korrigeerida. Sellistes rakendustes nagu ahjud, keevitusseadmed, kuivatussüsteemid või kõrge temperatuuriga tootmisliinid ei tohiks tavalisi juhtteid valida ainult suuruse järgi. Samuti tuleks kontrollida materjali, tihendeid, määrdeainet ja tarvikuid.
Koormustegur fw
Lineaarsele juhikule mõjuv koormus ei hõlma mitte ainult liikuva osa raskust, vaid ka inertskoormust kiirendamisel ja aeglustusel, üleulatuvatest konstruktsioonidest põhjustatud momentkoormust, vibratsiooni ja lööke. Neid tingimusi on raske täiuslikult välja arvutada, seetõttu kasutatakse eluea arvutuse konservatiivsemaks muutmiseks sageli koormustegurit.
| Laadimise seisukord | Teenuse kiirus | Soovitatav koormustegur fw | Tüüpiline rakendusolukord |
|---|---|---|---|
| Ei mingit ilmset lööki ega vibratsiooni | V Vähem või võrdne 15 m/min | 1.0 - 1.2 | Aeglane positsioneerimistelg, mõõteseadmed, kerge{0}}käsitsi või väikese kiirusega{1}}automaatika. |
| Väike mõju | 15 m/min < V Väiksem või võrdne 60 m/min | 1.2 - 1.5 | Üldautomaatika, kerged CNC-seadmed, pakkimis- või käsitsemissüsteemid. |
| Keskmine koormus või suurem kiirus | 60 m/min < V Väiksem või võrdne 120 m/min | 1.5 - 2.0 | Sage start{0}}stop motion, pikem löök, suurem kiirendus või mõõdukas vibratsioon. |
| Löök ja vibratsioon | V > 120 m/min | 2.0 - 3.5 | Kiired-seadmed, suur koormus, töötluslöögid, stantsimine või ebastabiilsed töötingimused. |
Suurem koormustegur vähendab arvutuslikku eluiga, kuid võib paremini kajastada tegelikke töötingimusi. Sagedase põrutuse või vibratsiooniga seadmete puhul võib optimistlikult madala koormusteguri kasutamine viia juhikuni, mis näib arvutustes vastuvõetav, kuid ebaõnnestub tegelikul kasutamisel liiga vara.
Dünaamilise koormuse reiting C
Põhiline dünaamilise koormuse reitingCon lineaarse juhttee valiku üks olulisemaid väärtusi. See kujutab koormuse väärtust, mida kasutatakse eluea arvutamiseks määratletud katse- ja võrdlustingimustes. Enamikus tootekataloogides on igal siini suurusel ja plokitüübil oma dünaamilise koormuse reiting.
Näiteks võivad rasked-koormusplokid ja ülirasked-koormusplokid kasutada sama rööpa suurust, kuid nende ploki pikkus, sisemiste veereelementide paigutus, jäikus ja dünaamilise koormuse reiting võivad olla erinevad. Seetõttu ei piisa ainult rööpa laiuse (nt 15, 20, 25, 30 või 35 mm) valimisest.
DLY valiku märkus:HD-, ED-, RD- või MD-seeria lineaarsete juhikute valimisel tuleks koos kontrollida ploki tüüpi, rööpa suurust, koormuse suunda, plokkide arvu, täpsusastet, eelkoormust ja paigaldusruumi. Kompaktne plokk võib ruumi säästa, samas kui pikem või rull-{1}}tüüpi plokk võib pakkuda suuremat kandevõimet ja jäikust.
Kasutusaja arvutamine Lh
Nominaalset eluiga väljendatakse läbisõiduna, tavaliselt kilomeetrites. Paljude projektide puhul peavad insenerid hindama kasutusiga tundides. Kui samaväärne kiirus on teada, saab nominaalse eluea ümber arvestada kasutusajaks.
Kasutusaeg:
Lh = L × 103 / (Ve × 60)
| Sümbol | Tähendus | Üksus |
|---|---|---|
| Lh | Kasutusaeg | tund |
| L | Nominaalne eluiga | km |
| Ve | Samaväärne sõidukiirus | m/min |
Kui masin kasutab edasi-tagasi liikumist fikseeritud käigu ja fikseeritud tsükliga, saab kasutusiga hinnata ka käigu pikkuse ja edasi-tagasi liikumise sageduse järgi. Ebaregulaarse liikumise, muutuva kiiruse või mitmeastmeliste töötsüklite korral tuleks arvutusi kohandada vastavalt tegelikule liikumisprofiilile.
Lihtne arvutusnäide
Järgmine näide näitab, kuidas koormussuhe mõjutab kuultüüpi lineaarse juhiku nominaalset eluiga. See on lihtsustatud arvutus valemi mõistmiseks. Tegeliku valiku puhul tuleks arvesse võtta ka momentkoormust, eelkoormust, määrimist, vibratsiooni, paigaldustäpsust ja ohutusvaru.
Oletame, et kuul tüüpi lineaarsel juhikul on:
- Dünaamilise koormuse põhireiting C=20 kN
- Arvutatud koormus P=5 kN
- Kuulitüübi võrdlusaeg=50 km
Nominaalne eluiga on:
L = (20 / 5)3 × 50 = 43× 50=3200 km
Kui arvutuslik koormus suureneb 5 kN-lt 10 kN-le, muutub tulemus oluliselt:
L = (20 / 10)3 × 50 = 23× 50=400 km
Selles lihtsustatud näites, kui arvutatud koormus kahekordistub, väheneb nominaalne eluiga 3200 km-lt 400 km-le. See näitab, miks õige koormuse hindamine ja õige rööpa suuruse valik on lineaarse juhiku kujundamisel kriitilise tähtsusega.
Levinud vead lineaarse juhiku eluea arvutamisel
Nominaalse eluea valemid on kasulikud, kuid valed sisendväärtused võivad viia eksitavate tulemusteni. Lineaarse juhiku valimisel on tavalised järgmised vead:
| Viga | Miks see on oluline | Parem praktika |
|---|---|---|
| Ainult vertikaalse kaalu arvutamine | Inertskoormus ja momentkoormus võivad kiirendamise ja aeglustamise ajal olla palju suuremad. | Kontrollige raskuskeset, kiirendust, käigu suunda ja koormuse jaotust. |
| Üleulatuva koormuse ignoreerimine | Üleulatuvus tekitab igale plokile momentkoormuse ja ebaühtlase jõu. | Kasutage mitut plokki või laiemat vahet, kui koorma kese on juhtteest kaugel. |
| Liiga väikese koormusteguri kasutamine | Vibratsioon ja löök võivad lühendada juhiku tegelikku eluiga. | Valige konservatiivsem fwkiirete{0}}- või põrutus{1}}koormusseadmete jaoks. |
| Palli ja rulli juhikute võrdlemine ainult C väärtuse järgi | Pallide ja rullide juhikud võivad kasutada erinevaid võrdlusaluseid. | Enne võrdlemist kontrollige, kas hinnang põhineb 50 km või 100 km läbimisel. |
| Paigaldamise täpsuse ignoreerimine | Halb paralleelsus või tasapinnalisus võib tekitada täiendava sisemise koormuse. | Montaaži ajal kontrollige paigalduspinna täpsust ja rööpa joondamist. |
Järeldus
Lineaarsete juhikute nimieluea arvutamine põhineb peamiselt dünaamilise põhikoormuse ja tegeliku arvutusliku koormuse vahelisel suhtel. Kuultüüpi juhikute puhul arvutatakse eluiga tavaliselt kuupsuhtega, samas kui rull-tüüpi juhikutel kasutatakse erinevat eksponenti ja 100 km võrdlusbaasi.
Tõeliste masinate puhul tuleks arvesse võtta ka kõvadust, temperatuuri, vibratsiooni, lööki, paigaldustäpsust, määrimist, eelkoormust ja töökeskkonda. Õige arvutus aitab valikuvahemikku kitsendada, kuid lõplikku juhiku valikut tuleks siiski kontrollida koos seadmete struktuuri ja töötingimustega.
Kas vajate abi lineaarse juhiku valimisel?
DLY tarnib kuul- ja rullitüüpi lineaarseid juhtteid CNC-masinatele, automaatikasüsteemidele, pakendamisseadmetele, mõõteriistadele ja raske{0}}koormusplatvormidele. Kui teil on vaja hinnata juhiku eluiga või valida sobiv rööpa- ja plokiseeria, saate meile tehniliseks kinnituseks saata koormuse, käigu, kiiruse, paigaldussuuna, töökeskkonna ja täpsusnõude.
WhatsApp:+86 166 0578 8856
E-post:dlyexport2@dlybearing.com
