上银直线导轨选型计算公式

日期:2022-01-19 15:26:53 / 人气:16

上银直线导轨主要是承载,负载机台沿着导轨轻易的以高精度做直线运动。那么上银直线导轨选用流程需要计算的公式有那些呢?


  • 基本额定负荷
    1. 基本静额定负荷(Co)的定义
      上银直线导轨在静止或运动中承受过大的负荷,或受很大冲击负荷时,会导致珠道接触面和钢珠产生局部的永久变形,当永久变形量超过某一限度,将妨碍直线导轨运动的平稳性。基本静额定负荷便是容许这个永久变形量的极限负荷。依照定义:负荷的方向和大小不变的状态下,在受到最大应力接触面处,钢珠与珠道表面的总永久变形量恰为钢珠直径万分之一时的静止负荷。
      基本静额定负荷的数值详列于各种规格尺寸中。
    2. 容许静力矩(M0)的定义
      当上银滑块中受到最大应力的钢珠达到上述定义的静额定负荷时,此时滑块所承载的力矩为静额定力矩。在上银直线导轨运动中以MR、Mp、MY这三个方向来定义
    3. 静安全系数
      当上银直线导轨使用在慢速运动或作动频率不高的状况下,需考虑静安全系数,根据不同的使用状况,计算静负荷必须考虑不同的安全系数,尤其当导轨受到有冲击性负荷时,需要取用较大的安全系数。
      静安全系数使用
      负载条件 fSL、fSM
      一般运行状况 1.0~3.0
      运行时候受冲击、震动 3.0~5.0

  • 上银直线导轨寿命计算
    1. 寿命
      当上银直线导轨承受负荷并运动时,珠道表面和钢珠之间不断的受到循环应力的作用,一旦到达滚动疲劳的临界值,接触面就会开始产生疲劳破损,并在部分表面发生鱼鳞状薄片的剥落现象,此种现象就叫表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳而产生表面剥离时为止的总运行距离。
    2. 额定寿命
      当上银直线导轨的寿命,具有很,大的分散性,即使同一批制造的产品,在相同的运动状态下使用,寿命也会所有不同;这大多归咎于材料本身在疲劳特性上固有的变化。因此为定义直线导轨的寿命,一般以额定寿命给为基准,其定义是:以一批同样的产品,逐个在相同的条件及额定负荷下运行,其中90%未曾发生表面剥离现象而达到的总运行距离。
    3. 寿命的计算
      上银直线导轨的寿命会因为实际承受工作负荷而不同,可依选用的直线导轨的基本动额定负荷及工作负荷推算出使用寿命。
    4. 寿命系数
      a:硬度系数(fh)
      上银直线导轨的珠道接触表面硬度要求在一定的硬化深度为HRC 58~62,倘若硬度值无法达到要求的水准,将会降低直线导轨的额定负荷及使用寿命,此时动、静额定负荷为各个型号规格尺寸表列值再乘以对应的硬度系数。HIWIN出厂的直线导轨硬度要求皆为HRC 58以上,故Fh为1.

      b:温度系数(ft)
      系统温度会对直线导轨的材质有影响,当温度高于100℃时直线导轨的额定负荷及使用寿命将会降低,此时动、静额定负荷为尺寸表列值再乘以对应的温度系数。由于有些配件是塑胶材质较不耐高温,故建议使用温度应低于100℃。

      c:负荷系数(fw)
      作用于直线导轨的负荷,除装置本身自重、起动停止时的惯性负荷及因悬置而产生的力矩负荷外,还有因运动伴随而来的振动及冲击负荷,此种型式的负荷并不容易算出,根据经验负荷状况及使用速度,建议将计算负荷再乘以对应的负荷系数.
      HG/EG/RG系列负荷系数
      负荷状况 使用速度 fw
      无冲击力且平滑 V≤15m/min 1~1.2
      微小冲击力 15m/min<V≤60m/min 1.2~1.5
      普通负荷力 60m/min<V≤120m/min 1.5~2.0
      受冲击力及振动 V>120/min 2.0~3.5
      MG系列负荷系数
      负荷状况 使用速度 fw
      无冲击力且平滑 V≤15m/min 1~1.5
      普通负荷力 15m/min<V≤60m/min 1.5~2.0
      受冲击力及振动 V>60/min 2.0~3.5
    5. 寿命的时间换算
      依使用速度及频率将寿命距离换算成寿命时间
  • 工作负荷
    1. 工作负荷计算
      工作负荷的计算方式会随实际受力分部的情形而产生变化,例如承载物体本身重心的位置、施力的位置,以及运行时起动、停止的加速度惯性力等结对负荷的计算发生影响,因此使用直线导轨时必须仔细考虑各种负荷状况,以计算出正确的负荷值。
      上银直线导轨
      上银直线导轨
    2. 平均负荷计算
      在运行中滑块承受的负荷有时并不是均等的,比方搬送装置的运行,其前进时额外承受货物的重量,退回时则只承受装置本身的重量,负荷呈现阶梯式变化,因此必须求出运行中的平均负荷以计算寿命。平均负荷的定义是与负荷变动条件下寿命相等的等效负荷值。
      上银直线导轨滑块
    3. 两个方向等效负荷计算
      Hiwin 直线导轨能承受上、下、左、右四个方向负荷,故在使用直线导轨时有可能同时承受到垂直方向负荷(Ps)及侧方向负荷(PL),可依照下列公式换算等效负荷(Pe)
      上银直线导轨
    4. 上银直线导轨使用寿命的计算例子
      根据经验选用直线导轨的型式、规格,再依实际使用情况估算单个滑块最大工作负荷,计算动额定负荷与工作负荷之负荷比推算出其使用寿命。
  • 摩擦力
    F=µ·W+S
    F:摩擦力(KN)
    S:刮油片
    µ:摩擦力系数 W:运动垂直方向负荷(KN)

作者:shang-yin


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