滾動導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)

滾動導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)第一頁，共二十二頁，2022年，8月28日選擇系列產(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）結(jié)束選型流程圖決定精度等級第二頁，共二十二頁，2022年，8月28日

1、滾動直線導(dǎo)軌副負(fù)載的計(jì)算滾動直線導(dǎo)軌副的每個滑塊所受的負(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），工作臺的重心和受力點(diǎn)的位置，切削阻力的作用，運(yùn)動時的加速度等。下表為幾種情況下作用于滾動直線導(dǎo)軌副的各個滑塊上負(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)算滾動直線導(dǎo)軌副的每個滑塊所承受的載荷，然后根據(jù)后面提供的壽命計(jì)算方法來計(jì)算導(dǎo)軌副的壽命。第三頁，共二十二頁，2022年，8月28日第四頁，共二十二頁，2022年，8月28日第五頁，共二十二頁，2022年，8月28日第六頁，共二十二頁，2022年，8月28日第七頁，共二十二頁，2022年，8月28日第八頁，共二十二頁，2022年，8月28日對于全行程中變化的載荷，應(yīng)算出計(jì)算載荷：

1）載荷分段變動的計(jì)算載荷：Pn-對應(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第九頁，共二十二頁，2022年，8月28日4）載荷呈半波正弦曲線變化的計(jì)算載荷：Pc=0.75Pmax5）同時承受垂直載荷Pv和水平載荷PH時的計(jì)算載荷：6）同時承受扭矩Ｍ時的計(jì)算載荷：Po-外載荷；Co-額定靜載荷；M-外載扭矩；Mt-額定扭矩第十頁，共二十二頁，2022年，8月28日第十一頁，共二十二頁，2022年，8月28日

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)動速度的影響而變化，預(yù)緊后，摩擦阻力將會有所增大。摩擦力F可按下式計(jì)算：F=μp+f

LG、LM系列：μ=0.005～0.006

LGS系列：μ=0.003～0.004LGR系列：μ=0.002～0.003P-法向載荷（N）f-密封件阻力（N）參考表1第十二頁，共二十二頁，2022年，8月28日

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，滑塊相對于導(dǎo)軌運(yùn)動距離的總和或一定運(yùn)動速度下的工作小時數(shù)。在實(shí)際的導(dǎo)軌系統(tǒng)中，為了充分發(fā)揮滾動直線導(dǎo)軌副的性能，與鋼球接觸的滾道表面的硬度應(yīng)在HRC58～64之間。若滾道表面硬度較低，則額定動載荷減少，導(dǎo)軌的額定壽命將會降低。因此，導(dǎo)軌的額定動載荷、額定靜載荷應(yīng)乘以硬度系數(shù)fH。左下圖所示為對應(yīng)不同的滾道面硬度時的硬度系數(shù)fH。第十三頁，共二十二頁，2022年，8月28日導(dǎo)軌系統(tǒng)的溫度超過100℃時，與在常溫使用場合相比，額定動載荷降低，額定壽命縮短，因此導(dǎo)軌的額定動載荷、額定靜載荷應(yīng)乘以溫度系數(shù)fT。右下圖所示為對應(yīng)不同溫度時的溫度系數(shù)fT。第十四頁，共二十二頁，2022年，8月28日在計(jì)算額定壽命時，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。滾動直線導(dǎo)軌在大部分工作場合是由2個或2個以上的滑塊組合使用，因此必須考慮其負(fù)荷分布的均勻性對壽命的影響，在計(jì)算時引入接觸系數(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。第十五頁，共二十二頁，2022年，8月28日使用條件fW無外來沖擊載荷、振動(<15m/min) 1.0～1.5無顯著沖擊載荷、振動(<60m/min) 1.5～2.0有外來沖擊載荷、振動

(＜60m/min)2.0～3.5 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第十六頁，共二十二頁，2022年，8月28日因此，考慮導(dǎo)軌面硬度、溫度、接觸狀況以及使用條件時，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)第十七頁，共二十二頁，2022年，8月28日4、壽命計(jì)算舉例１）．某線切割機(jī)床工作臺，已知使用HTSD-LG30AA型導(dǎo)軌副，且一根導(dǎo)軌上用兩個滑塊，每個滑塊所受載荷為PC=200kgf，行程Ls=1m，每分鐘往復(fù)n=10，每天開機(jī)8小時，每年按300個工作日計(jì)算，則每年工作時間為8×300=2400小時。

fH=1,fT=1,fc=0.81,fw=1.5所以：L=時間壽命：In=第十八頁，共二十二頁，2022年，8月28日2）．某水平安裝的HTSD-LG型滾動直線導(dǎo)軌副支承系統(tǒng)，一根導(dǎo)軌上用兩個滑塊，給定參數(shù)為：工作臺自重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，目標(biāo)壽命為11年，試選擇該滾動直線導(dǎo)軌副的規(guī)格。（以每天開機(jī)8小時，每年300個工作日計(jì)。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目標(biāo)壽命為：L=11×300×8×60×0.8×8×2×10-3=20275.2(km)第十九頁，共二十二頁，2022年，8月28日四個滑塊的載荷為:P1=P2=P3=P4=(16+2)/4=4.5kN可以計(jì)算出：用戶可選用HTSD-LG45AAP12×1620D滾動直線導(dǎo)軌副。其額定動載荷值為：7450kgf，額定靜載荷值為：10500kgf。第二十頁，共二十二頁，2022年，8月28日3）．某數(shù)控專機(jī)，水平軸要求安裝LGR型滾動直線導(dǎo)軌副，給定參數(shù)為：兩根導(dǎo)軌配對使用，每根導(dǎo)軌上用兩個滑塊，工作臺自重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，目標(biāo)壽命為15年，試選擇該滾動直線導(dǎo)軌副的規(guī)格。（以每天開機(jī)8小時，每年按300個工作日計(jì)。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目標(biāo)壽命為：

L=15×300×8×60×1×10×2×10-3=43200km四個滑塊的載荷為：P1=P2=P3=P4=（20+3）/4=5.75KN第二十一