Základné dynamické zaťaženie guľôčkovej skrutky, bežne písané akoTo, nie je maximálne zaťaženie, ktoré skrutka unesie, a nie je to odporúčané užitočné zaťaženie stroja.
Ca je referenčná hodnota používaná na výpočet únavovej životnosti. Pre guľôčkovú skrutku pracujúcu pri konštantnom axiálnom zaťažení rovnajúcom sa jej hodnote Ca je referenčná nominálna životnosť vo všeobecnosti jeden milión otáčok skrutky za štandardizovaných podmienok.
Aby bolo možné túto hodnotu správne použiť, musí konštruktér odlíšiť menovitý výkon guľôčkovej skrutky od menovitého zaťaženia podporného ložiska, vypočítať skutočné ekvivalentné axiálne zaťaženie a výsledné otáčky previesť na prejazdovú vzdialenosť alebo prevádzkové hodiny.
Najprv opravte výraz: Hodnotenie guľôčkovej skrutky alebo hodnotenie nosnosti?
Fráza „ložisko s guľôčkovou skrutkou“ sa často používa voľne, ale môže sa vzťahovať na dva rôzne komponenty.
| Komponent | Hodnotenie zaťaženia | Čo hodnotí |
|---|---|---|
| Zostava guľôčkovej skrutky a matice | Základná dynamická axiálna únosnosť Ca | Únavová životnosť guľôčok, obežnej dráhy skrutky a obežnej dráhy matice |
| Oporné ložisko na pevnej strane | Dynamické zaťaženie ložiska C alebo axiálne dynamické zaťaženie | Únavová životnosť uhlového alebo axiálneho uloženia |
Tieto hodnotenia sú oddelené. Matica s guľôčkovou skrutkou môže spĺňať požadovanú životnosť, zatiaľ čo podporné ložisko je poddimenzované, alebo podporné ložisko môže byť primerané, ak má guľová matica nedostatočný Ca.
Obidva komponenty sa preto musia kontrolovať nezávisle pomocou vlastných katalógových údajov a skutočných podmienok zaťaženia.
Zostava guľôčkovej skrutky a matice: Ca sa vzťahuje na axiálnu únavovú únavu systému skrutky a matice.
Rôzne štruktúry orechov majú rôzne hodnoty Ca. Samotný vzhľad matice nemôže určiť nosnosť.
Čo vlastne znamená základná dynamická nosnosť Ca?
Základná dynamická únosnosť Ca je konštantné axiálne zaťaženie pôsobiace v jednom smere, pri ktorom má skupina rovnakých guľôčkových skrutiek nominálnu životnosť milión otáčok.
Nominálna životnosť sa bežne vyjadruje akoL10. To znamená, že sa očakáva, že 90 % zo skupiny identických guľôčkových skrutiek pracujúcich za rovnakých podmienok dokončí vypočítaný počet otáčok bez odlupovania z rolovacej únavy.
| Ca možno použiť na | Ca vám to nemôže priamo povedať |
|---|---|
| Porovnanie únavovej kapacity rôznych modelov guľôčkových skrutiek | Maximálne užitočné zaťaženie stroja |
| Výpočet nominálnej životnosti v revolúciách | Maximálny ťah motora |
| Odhad prevádzkových hodín zo známeho pohybového cyklu | Odolnosť voči stacionárnemu rázovému zaťaženiu |
| Určenie Ca potrebného pre cieľovú životnosť | Vybočenie skrutiek, kritická rýchlosť alebo nosnosť podpery |
Dynamické zaťaženie Ca vs statické zaťaženie Coa
Dynamické a statické hodnotenia opisujú rôzne poruchové stavy a nemali by sa navzájom nahrádzať.
| Parameter | Hlavný účel | Typická kontrola dizajnu |
|---|---|---|
| To | Životnosť rolovania a únavy pri opakovanom pohybe | Vypočítajte L10od ekvivalentného dynamického axiálneho zaťaženia |
| s | Odolnosť voči trvalej kontaktnej deformácii | Porovnajte Coa s maximálnym stacionárnym, špičkovým, núdzovým zastavením alebo nárazovým zaťažením |
Guľôčková skrutka môže mať prijateľnú vypočítanú únavovú životnosť, no napriek tomu sa môže poškodiť jediným zaťažením, ktoré je príliš blízko alebo presahuje jej statickú kapacitu. Vyžadujú sa obe kontroly.
Príklady zaťaženia guľôčkovej skrutky DLY SFU
Guľôčkové skrutky s rovnakým menovitým priemerom môžu mať rôzne dynamické hodnoty, pretože priemer guľôčky, počet zaťažených obvodov, dĺžka matice, geometria kontaktu a vnútorný dizajn nemusia byť nevyhnutne rovnaké.
| Model | Olovo | Guľové okruhy | To | s |
|---|---|---|---|---|
| SFU1204-4 | 4 mm | 4 | 593 kgf / 5,82 kN | 1 129 kgf / 11,07 kN |
| SFU1604-4 | 4 mm | 4 | 629 kgf / 6,17 kN | 1 270 kgf / 12,45 kN |
| SFU1605-3 | 5 mm | 3 | 765 kgf / 7,50 kN | 1 240 kgf / 12,16 kN |
| SFU1605-4 | 5 mm | 4 | 780 kgf / 7,65 kN | 1 790 kgf / 17,55 kN |
| SFU1610-3/2 | 10 mm | 3/2 | 721 kgf / 7,07 kN | 1 249 kgf / 12,25 kN |
Dôležitá je úplná prípona. Napríklad SFU1605-3 a SFU1605-4 majú rovnaký nominálny priemer a vedenie, ale ich počet guľových okruhov a statické hodnoty sú odlišné.
Ďalšie rozmery modelu DLY a údaje o menovitom zaťažení sú k dispozícii na stránkeStránka produktu s guľôčkovou skrutkou SFU.
Ako vypočítať životnosť guľôčkovej skrutky L10
Pri konštantnom axiálnom zaťažení a ideálnych prevádzkových podmienkach je možné odhadnúť nominálnu životnosť guľôčkovej skrutky podľa nasledujúceho vzorca:
| Symbol | Význam | Jednotka |
|---|---|---|
| L10 | Nominálna životnosť pri únave | Revolúcie |
| To | Základná dynamická axiálna únosnosť | N, kN alebo kgf |
| Fa | Konštantné aplikované axiálne zaťaženie | Rovnaká jednotka ako Ca |
Ca a aplikované zaťaženie musia používať rovnakú jednotku sily. Hmotnosť stroja v kilogramoch nezadávajte priamo do vzorca.
Ak katalóg uvádza Ca v kilogramovej sile:
Zahrňte faktor zaťaženia pre vibrácie a náraz
Skutočné zariadenie môže zaznamenať zrýchlenie, spomalenie, vibrácie, otrasy, chybu inštalácie a kolísanie zaťaženia. A faktor zaťaženia fInmožno použiť na získanie konzervatívnejšieho modifikovaného zaťaženia:
Pmje ekvivalentné stredné axiálne zaťaženie. Nasledujúce rozsahy sa bežne používajú ako počiatočné referencie faktora zaťaženia:
| Vibrácie alebo nárazy | Referenčná rýchlosť | Faktor zaťaženia fIn |
|---|---|---|
| Slabý | V ≤ 0,25 m/s | 1,0 – 1,2 |
| slabý | 0,25 < V ≤ 1 m/s | 1,2–1,5 |
| Stredná | 1 < V ≤ 2 m/s | 1,5 – 2,0 |
| Silný | V > 2 m/s | 2,0 – 3,5 |
Tieto hodnoty sú skôr referenčné ako univerzálne bezpečnostné faktory. Konečný faktor by mal odrážať štruktúru stroja, pohybový profil, procesnú silu, presnosť montáže a požiadavky na spoľahlivosť.
Prevod otáčok na prevádzkové hodiny
Pre vratnú os s konštantným zdvihom a frekvenciou cyklu:
- Lh= vypočítaná životnosť v hodinách
- Olovo= stúpanie guľôčkovej skrutky v milimetroch na otáčku
- Mŕtvica= jednosmerná dráha v milimetroch
- Počet cyklov za minútu= úplné cykly dopredu a dozadu za minútu
Spracovaný príklad: DLY SFU1604-4
Zvážte guľôčkovú skrutku SFU1604-4 s nasledujúcimi katalógovými údajmi:
- Dynamická nosnosť Ca: 629 kgf
- Statická nosnosť Coa: 1 270 kgf
- Vývod: 4 mm
- Guľové obvody: 4
Predpokladajme, že vypočítané ekvivalentné axiálne zaťaženie je 150 kgf a stroj používa koeficient zaťaženia 1,2.
Opravené výpočtové zaťaženie je:
Vypočítaná upravená nominálna životnosť je:
So 4 mm predstihom je zodpovedajúci teoretický lineárny pohyb:
Ak má os zdvih 300 mm a vykoná päť cyklov dopredu a dozadu za minútu:
Vypočítajte Ca potrebné pre cieľovú životnosť
Ak je známa cieľová životnosť, vzorec možno preusporiadať:
Pre rovnaký zdvih 300 mm, päť cyklov za minútu, 4 mm predstih, zaťaženie 150 kgf a fIn= 1,2, cieľová životnosť 10 000 prevádzkových hodín vyžaduje približne:
- Požadované otáčky skrutky: 450 miliónov otáčok
- Požadovaný Ca: približne 1 379 kgf
- Potrebný Ca v jednotkách SI: približne 13,53 kN
Za týchto predpokladov by SFU1604-4 nesplnila cieľovú životnosť. Konštruktér by musel znížiť zaťaženie alebo frekvenciu cyklov, zvoliť štruktúru matice s vyššou kapacitou alebo zväčšiť veľkosť guľôčkovej skrutky.
Ako určiť ekvivalentné axiálne zaťaženie
Guľôčková skrutka by mala niesť hlavne axiálnu hnaciu silu. Radiálne zaťaženie a momentové zaťaženie by malo byť prenášané systémom lineárneho vedenia a nie maticou s guľôčkovou skrutkou.
Pre vodorovnú os môže axiálne zaťaženie zahŕňať:
- Sila zrýchlenia a spomalenia
- Rezanie, lisovanie, tlačenie alebo sila spracovania
- Trenie od vedenia a tesnení
- Prenosový odpor a iné axiálne straty
Pre vertikálnu os musí výpočet zahŕňať aj gravitáciu pôsobiacu na pohybujúcu sa hmotu:
Ak sa zaťaženie mení počas rôznych častí pohybového cyklu, ekvivalentné stredné zaťaženie možno odhadnúť pomocou kubického priemeru:
F1, F2a ďalšie hodnoty sú veľkosti axiálneho zaťaženia počas rôznych prevádzkových fáz. Hodnoty n predstavujú počet otáčok alebo podiel doby prevádzky pri každom zaťažení.
Zrýchlenie, pohyb konštantnou rýchlosťou, obrábanie, spomalenie a spätný chod môžu mať rôzne axiálne zaťaženia. Použitie iba maximálneho zaťaženia pre každú časť cyklu môže nadhodnotiť požadované hodnotenie, zatiaľ čo použitie iba priemerného aritmetického zaťaženia môže podhodnotiť únavu.
Ďalšie informácie o tom, ako skrutka a vodidlo zdieľajú rôzne zaťaženia, nájdete v častiKoordinácia guľôčkovej skrutky a lineárneho vedenia.
Čo určuje katalógovú hodnotu Ca?
Ca je hodnotenie produktu špecifické pre daný model. Je to dané hlavne vnútornou štruktúrou a výrobným dizajnom guľôčkovej skrutky.
| Faktory, ktoré určujú Katalóg Ca | Podmienky, ktoré ovplyvňujú skutočnú životnosť |
|---|---|
| Priemer gule | Skutočné ekvivalentné axiálne zaťaženie |
| Počet zaťažených guľových okruhov | Vibrácie a šok |
| Kontaktný uhol a geometria obežnej dráhy | Stav mazania |
| Efektívna zaťažená dĺžka matice | Znečistenie a tesnenie |
| Materiál obežnej dráhy a tepelné spracovanie | Montážne zarovnanie |
| Vnútorné rozloženie zaťaženia | Teplota a prevádzková rýchlosť |
Slabé mazanie alebo vysoká teplota neprepisuje katalóg Ca vytlačený v tabuľke špecifikácií. Namiesto toho spôsobí, že skutočná prevádzková životnosť klesne pod ideálny vypočítaný výsledok.
Podobne by sa nemalo automaticky predpokladať, že konštrukcia s dvojitou maticou má dvakrát viac Ca ako jednoduchá matica. Dvojité matice sa často vyberajú na zabezpečenie predpätia a zníženie axiálnej vôle. Ich dynamické hodnotenie treba ešte potvrdiť z presnej špecifikácie modelu.
Dynamická nosnosť je len jednou časťou výberu guľôčkovej skrutky
Vysoká hodnota Ca nezaručuje, že celá os je vhodná. Musia sa vykonať aj tieto kontroly:
- Statická kapacita:Porovnajte Coa s maximálnym špičkovým, stacionárnym, nárazovým a núdzovým zaťažením.
- Zalomenie skrutiek:Dlhá skrutka pod tlakom sa môže pri zaťažení oveľa nižšom ako Coa matice skrútiť.
- Kritická rýchlosť:Dlhá rotujúca skrutka môže pred dosiahnutím požadovaných otáčok vibrovať alebo bičovať.
- Rýchlosť obehu lopty:Musí sa skontrolovať povolená rýchlosť otáčania alebo DN matice.
- Podporné ložiská:Pevné ložiská musia niesť axiálny tlak a dosahovať svoju vlastnú požadovanú životnosť.
- Krútiaci moment motora:Motor musí generovať požadované zrýchlenie a spracovať ťah bez preťaženia.
- Pevnosť a presnosť:Elastická deformácia, tuhosť podpery, predpätie a presnosť montáže ovplyvňujú chybu polohovania.
- Bezpečnosť vertikálnej osi:Môže byť potrebná brzda, protizávažie alebo iný spôsob držania, pretože účinná guľôčková skrutka môže spätne poháňať.
Informácie potrebné na výber zaťaženia a životnosti guľôčkovej skrutky
Ak chcete vypočítať vhodnú guľôčkovú skrutku namiesto výberu iba podľa priemeru, poskytnite nasledujúce informácie o aplikácii:
- Horizontálna, vertikálna alebo šikmá inštalácia
- Pohyblivá hmota
- Maximálna a priemerná axiálna procesná sila
- Požadovaný zdvih
- Maximálna lineárna rýchlosť
- Zrýchľovanie a spomaľovanie
- Počet cyklov za minútu alebo denné prevádzkové hodiny
- Očakávaná životnosť
- Požadovaná presnosť a vôľa
- Usporiadanie podpery skrutiek
- Pracovná teplota a znečistenie
- Známe podmienky otrasov, nárazov alebo núdzového zastavenia
Často kladené otázky
Znamená hodnota Ca 629 kgf, že stroj dokáže pohnúť 629 kg?
Nie. Hodnota je axiálna sila použitá na výpočet životnosti. Užitočné zaťaženie stroja sa musí previesť na skutočné axiálne zaťaženie a musí zahŕňať orientáciu, zrýchlenie, trenie, procesnú silu, frekvenciu cyklov a požadovanú životnosť.
Zaručuje prevádzka pod Ca dlhú životnosť?
Nie sám od seba. Životnosť sa mení podľa kocky pomeru Ca a zaťaženia, ale vysoká frekvencia cyklu môže rýchlo akumulovať otáčky. Skutočnú životnosť ovplyvňuje aj mazanie, zarovnanie, znečistenie, vibrácie a nárazy.
Má dvojitá matica automaticky dvojnásobné dynamické zaťaženie?
Nie. Na vytvorenie predpätia a zníženie vôle sa často používa dvojitá matica. Použiteľný Ca závisí skôr od vnútornej štruktúry a hodnotenia špecifického pre daný model výrobcu, než len od počtu matice.
Mení rýchlosť katalógovú hodnotu Ca?
Publikované Ca je hodnotenie produktu. Vyššia rýchlosť priamo nemení hodnotu tlačeného katalógu, ale môže zvýšiť teplo, vibrácie, potrebu mazania a celkové akumulované otáčky, čím sa zníži skutočná životnosť.
Aké hodnotenie obmedzuje systém: matica s guľôčkovou skrutkou alebo nosné ložisko?
Obmedzujúcou zložkou sa môže stať ktorákoľvek z nich. Matica s guľôčkovou skrutkou, oporné ložisko na pevnej strane, hriadeľ skrutky, spojka, motor a montážna konštrukcia sa musia kontrolovať ako jeden kompletný systém axiálneho pohonu.
Kontaktujte DLY
Pošlite DLY požadovaný zdvih, pohybujúcu sa hmotnosť, smer montáže, rýchlosť, zrýchlenie, frekvenciu cyklov, pracovnú silu, usporiadanie podpery, požiadavku na presnosť a cieľovú životnosť. Vypočítané axiálne zaťaženie môžeme porovnať s Ca, Coa, tuhosťou, rýchlosťou a konštrukčnými limitmi príslušného modelu guľôčkovej skrutky.
Email: dlyexport2@dlybearing.com|WhatsApp: +86 16605788856
