电动缸选型参数——丝杆的动载与静载,电动缸的寿命

2018-08-28 16:19:00
陆启蒙
原创
1592

关于丝杆导轨静载和动载问题与丝杆寿命相关定义诠释。

一、基本静额定负荷

(1)基本静额定负荷(C0)的定义

导轨在静止或运动中若承受过大的负荷,或受有很大冲击负荷时,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的静止负荷。

基本静额定负荷的数值详列于各规格尺寸表中;使用者可参照表格选用适合的直线导轨,但必须注意的是被选用的直线导轨在运行中所受的最大静负荷不可超过其基本静额定负荷。

(2)容许静力矩(M0)的定义当滑块中受到最大应力的钢珠达到上述定义之静额定负荷时,此时滑块所承载之力矩称为静额定力矩。在直线导轨运动中是以MR、MP、PY这三个方向来定义

(3)静安全系数当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,尤其是当导轨受有冲击性负荷时,需要取用较大的安全系数。

1、fSL=C0/P或是fsm=M0/M

2、fSL:静安全系数

3、fSM:静安全系数(力矩负荷)

4、C0:基本静额定负荷(kN)

5、M0:容许静力矩(kN·m)

6、P:工作负荷(kN)

7、M:静力矩负荷(kN·M)

二。基本动额定负荷

(1)基本动额定负荷(C)的定义基本动额定负荷用于直线导轨承受负荷并作滚动运动时的寿命计算。其定义是在负荷的方向和大小不变的状态下,直线导轨的额定寿命为50km时的最大负荷,此值详列于各规格尺寸表中,使用者可借由此值预先估算出选用之直线导轨的额定寿命。

三、导轨的寿命当导轨承受负荷并作运动时,珠道表面与钢珠因不断地受到循环应力的作用,一但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,此种现象叫做表面剥离。寿命的定义即为珠道表面及钢珠因材料疲劳产生表面剥离时为止的总运行距离。

2.额定寿命丝杆的寿命,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,寿命也会有所不同;这大多归咎于材料本身在疲劳特性上固有的变化。因此为定义丝杆的寿命,一般以额定寿命为基准;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能达到的总运行距离。 电动缸寿命一般指丝杆寿命,因为其他部件可更换。选型正确的电动缸,在额定寿命外也能长期工作。相应的精度可能会磨损。

电动缸选型参数——丝杆的动载与静载,电动缸的寿命

3.寿命的计算

导轨的寿命会因实际承受工作负荷而不同,可以选用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

(1)硬度系数(fh)

导轨的珠道接触表面硬度要求在一定的硬化深度之硬度为HRC58-62,倘若硬度值无法达到要求的水准,将会降低PMI导轨的额定负荷及使用寿命,此时动、静额定负荷为尺寸表列值再乘以对应的硬度系数。

(2)温度系数(ft)

系统温度会对导轨的材质有影响,当温度高于100°C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。

(3)负荷系数(fw)

作用于导轨的负荷,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震动及冲击负荷,此种型式的负荷并不容易算出,根据经验依负荷状况及使用速度,建议将计算负荷值再乘以对应的负荷系数。

电动缸选型参数——丝杆的动载与静载,电动缸的寿命


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