滾動(dòng)導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)

1、滾動(dòng)導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)第1頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四選擇系列產(chǎn)品使用條件設(shè)定潤滑選擇計(jì)算壽命確認(rèn)剛性選擇預(yù)緊假定滑塊長短及數(shù)目計(jì)算滑塊最大負(fù)荷假定尺寸（型號(hào)）結(jié)束選型流程圖決定精度等級(jí)第2頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四 1、滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計(jì)算 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的每個(gè)滑塊所受的負(fù)載受以下各種因素影響：導(dǎo)軌副的配置形式（水平，豎直等），工作臺(tái)的重心和受力點(diǎn)的位置，切削阻力的作用，運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度等。 下表為幾種情況下作用于滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的各個(gè)滑塊上負(fù)載的計(jì)算。 用戶可以根據(jù)所選導(dǎo)軌副的配置形式計(jì)算滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的每個(gè)滑塊所承受的載荷，然后根

2、據(jù)后面提供的壽命計(jì)算方法來計(jì)算導(dǎo)軌副的壽命。第3頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第4頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第5頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第6頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第7頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第8頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四對(duì)于全行程中變化的載荷，應(yīng)算出計(jì)算載荷： 1）載荷分段變動(dòng)的計(jì)算載荷：Pn- 對(duì)應(yīng)行程Ln 內(nèi)的載荷 （kN）Ln-分段行程 （kM）L-全行程，等于 Ln （kM）2）載荷呈線性變化

3、的計(jì)算載荷：Pc=(Pmin+2Pmax)/33）載荷呈全波正弦曲線變化的計(jì)算載荷：Pc=0.65Pmax第9頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四4）載荷呈半波正弦曲線變化的計(jì)算載荷：Pc=0.75Pmax5）同時(shí)承受垂直載荷Pv和水平載荷PH時(shí)的計(jì)算載荷：6）同時(shí)承受扭矩時(shí)的計(jì)算載荷：Po-外載荷；Co-額定靜載荷；M-外載扭矩；Mt-額定扭矩第10頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四第11頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四 2、摩檫力的計(jì)算 摩擦阻力受導(dǎo)軌副的結(jié)構(gòu)形式、潤滑劑的粘度、所受的載荷以及運(yùn)動(dòng)速度的影響而變化，預(yù)緊

4、后，摩擦阻力將會(huì)有所增大。 摩擦力F可按下式計(jì)算：F=p+f LG、LM系列：= 0.0050.006 LGS系列： = 0.0030.004 LGR系列： = 0.0020.003 P-法向載荷（N） f-密封件阻力（N）參考表1第12頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四 3、壽命L 在相同的工作條件下，使一批相同構(gòu)造和尺寸的導(dǎo)軌組件分別運(yùn)行，在其中90%的導(dǎo)軌組件尚未出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象之前，滑塊相對(duì)于導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)距離的總和或一定運(yùn)動(dòng)速度下的工作小時(shí)數(shù)。 在實(shí)際的導(dǎo)軌系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的性能，與鋼球接觸的滾道表面的硬度應(yīng)在HRC5864之間。若滾道表面硬度較低，則

5、額定動(dòng)載荷減少，導(dǎo)軌的額定壽命將會(huì)降低。因此，導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷、額定靜載荷應(yīng)乘以硬度系數(shù)fH。左下圖所示為對(duì)應(yīng)不同的滾道面硬度時(shí)的硬度系數(shù)fH。第13頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四 導(dǎo)軌系統(tǒng)的溫度超過100時(shí)，與在常溫使用場合相比，額定動(dòng)載荷降低，額定壽命縮短，因此導(dǎo)軌的額定動(dòng)載荷、額定靜載荷應(yīng)乘以溫度系數(shù)fT。右下圖所示為對(duì)應(yīng)不同溫度時(shí)的溫度系數(shù)fT。第14頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四 在計(jì)算額定壽命時(shí)，還應(yīng)考慮外部作用載荷及使用場合的影響，物體的重量、運(yùn)動(dòng)速度所引起慣性力的變化，為此引入載荷系數(shù)fW。不同使用條件下fW取值，見左下表

6、。 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌在大部分工作場合是由2個(gè)或2個(gè)以上的滑塊組合使用，因此必須考慮其負(fù)荷分布的均勻性對(duì)壽命的影響，在計(jì)算時(shí)引入接觸系數(shù)fC。接觸系數(shù)與同一根導(dǎo)軌軸上滑塊數(shù)的關(guān)系見右下表。第15頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四使用條件fW無外來沖擊載荷、振動(dòng) (15m/min)1.01.5無顯著沖擊載荷、振動(dòng) (60m/min)1.52.0有外來沖擊載荷、振動(dòng) (60m/min)2.03.5同一根導(dǎo)軌軸上安裝的滑塊接觸系數(shù) fC1 1.02 0.813 0.724 0.665 0.61載荷系數(shù)fW接觸系數(shù)fC第16頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四

7、因此，考慮導(dǎo)軌面硬度、溫度、接觸狀況以及使用條件時(shí)，導(dǎo)軌副的額定壽命按以下公式計(jì)算： 使用滾珠導(dǎo)軌副的場合： 使用滾柱導(dǎo)軌副的場合： 使用壽命（時(shí)間）計(jì)算： 式中：Pc為實(shí)際載荷 L為額定壽命(km) Ls為行程(m) n為每分鐘往復(fù)次數(shù)(opm)第17頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四4、壽命計(jì)算舉例）某線切割機(jī)床工作臺(tái)，已知使用HTSD-LG30AA型導(dǎo)軌副，且一根導(dǎo)軌上用兩個(gè)滑塊，每個(gè)滑塊所受載荷為PC=200kgf，行程Ls=1m，每分鐘往復(fù)n=10，每天開機(jī)8小時(shí)，每年按300個(gè)工作日計(jì)算，則每年工作時(shí)間為8300=2400小時(shí)。 fH=1,fT =1,fc=

8、0.81,fw=1.5所以：L=時(shí)間壽命：In=第18頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四2）某水平安裝的HTSD-LG型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副支承系統(tǒng)，一根導(dǎo)軌上用兩個(gè)滑塊，給定參數(shù)為：工作臺(tái)自重W=2kN，承受載荷P=16kN（作用于滑塊中心），有效行程Lm=0.8米，每分鐘往復(fù)次數(shù)n=8次，運(yùn)行條件為，無明顯沖擊和振動(dòng)，目標(biāo)壽命為11年，試選擇該滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的規(guī)格。（以每天開機(jī)8小時(shí)，每年300個(gè)工作日計(jì)。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目標(biāo)壽命為：L=113008600.88210-3=20275.2(km)第19頁，共22頁，2022年，5月20日，

9、13點(diǎn)26分，星期四四個(gè)滑塊的載荷為:P1=P2=P3=P4=(16+2)/4=4.5kN可以計(jì)算出：用戶可選用HTSD-LG45AA P1 21620 D 滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副。其額定動(dòng)載荷值為：7450kgf，額定靜載荷值為：10500kgf。第20頁，共22頁，2022年，5月20日，13點(diǎn)26分，星期四3）某數(shù)控專機(jī)，水平軸要求安裝LGR型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副，給定參數(shù)為：兩根導(dǎo)軌配對(duì)使用，每根導(dǎo)軌上用兩個(gè)滑塊，工作臺(tái)自重W=3KN，承受載荷P=20KN（作用于滑塊中心），有效行程Lm=1米，每分鐘往復(fù)次數(shù)為n=10次，運(yùn)行條件為無明顯沖擊和振動(dòng)，目標(biāo)壽命為15年，試選擇該滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的規(guī)格。（以每天開機(jī)8小時(shí)，每年按300個(gè)工作日計(jì)。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目標(biāo)壽命為： L=15300860110210-3 = 43200km四個(gè)滑塊的載荷為：P1=P2=P3=P4=（20+3）/4=5.75KN第21頁，共22頁，2022年，5月20