滚珠直线导轨副的选用及计算载荷和额定寿命

首页 > 新闻中心 > 技术资料发布时间：2012/10/12 21:54:18 点击量：

1、计算载荷

滚珠直线导轨副除具有抗上下、左右四方向的力以外，还能承受左右扭转、前后翻转和平面扭转三个方向的扭矩。在选用时，除了需对受力状态（水平、竖直，侧卧等），受力结构（受力点与支撑间产生的扭矩）以及起停时的惯性力等进行受力分析外，还需对运动过程的受力变化对导向系统产生的影响进行评估。

载荷的选取围绕单个滑座所受的合力进行（静态受力分析按照理论力学常规计算），通常根据载荷在行程内的变化分段核算，若某个滑座在总行程L（mm）内的L1，L2，……Ln（mm）段内所受的载荷分别为P1，P2，……Pn（KN），则计算载荷Pc为：

Pc=（KN）

对于载荷呈线性变化的情况，Pc可简化成：　　　　Pc=（Pmin+2Pmax）/3 （KN）

对于荷呈全波正弦曲线变化的情况，Pc可简化成：　　　　Pc=0.65Pmax（KN）

对于载荷呈半波正弦曲线变化的情况，Pc可简化成：　　　　Pc=0.75Pmax （KN）

对于同时承受扭矩M（Nm）负载的情况，　　　　Pc=P0+C0×M/Mt（KN）

其中，P0：载荷合力，（KN）
　　　　 C0：滑座的额定静载荷，参见“滚珠直线导轨副的系列参数”，（KN）
　　　　 Mt：对应方向的额定扭矩，参见“滚珠直线导轨副的系列参数”，（Nm）

另外，除计算Pc值外，还需计算最大合力，若最大合力大于滚珠直线导轨副的额定静载荷C0，则须增大导轨规格。额定静载荷是指滚珠直线导轨副承受的使滚珠和滚道产生万分之一滚珠直径的弹性形变时的静止合力。大于额定静载荷会产生塑性破坏。

2、计算额定寿命

滚珠直线导轨副寿命的衡量标准为：在允许的环境条件中，在承受负载等于额定动载荷C（KN）的情况下，连续导向行程达到50Km（基准行程寿命）时有95%（基准可靠度）不产生材料疲劳破坏。

由此可得滚珠直线导轨副的额定行程寿命L为：
　　　　L= (Km)

其中，C：滑座的额定动载荷，参见“滚珠直线导轨副的系列参数”，（KN）
　　　　 Pc：计算载荷，（KN）

　　　　 fh：硬度系数， HRC58为基准硬度，低于HRC58时额定动载荷锐减。

　　fh=

通常滚珠直线导轨副的硬度为HRC58，故取fh=1

ft：温度系数，见下表

工作温度（℃）	≤100	>100～150	>150～200	>200～250
ft	1.00	0.90	0.73	0.60

fc：接触系数，见下表

每根导轨上的滑座个数	1	2	3	4	5
fc	1.00	0.81	0.72	0.66	0.61

fa：精度系数，见下表

精度等级	2，3	4，5
fa	1.0	0.9

fw：载荷系数，见下表

工作条件	无外部冲击和振动，速度≤15 m/min	无明显冲击和振动，速度>15～60 m/min	有外部冲击或振动，速度>60 m/min
fw	1.0～1.5	1.5～2.0	2.0～3.5

当行程的长度已定时，滚珠直线导轨副的额定时间寿命Lh为：
　　　　Lh= (h)

其中，l：工作单行程长度(m)
　　　　 n：每分钟往复次数
　　　　 L：额定行程寿命(Km)

（1）导轨在螺钉紧固状态下进行线性检测和调整，使导轨呈直线状态；

（2）两根或两根以上平行使用时需检测和调整平行度和等高；

（3）接长导轨安装时需使对接端的编号相同，任何情况下均需避免滑座脱出导轨；

（4）保证充分的润滑，在高速（≥15m/min）时建议使用N32润滑油（20号机械油），在低速（<15m/min）时建议使用锂基润滑脂；