滾動(dòng)導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)

滾動(dòng)導(dǎo)軌副選型指導(dǎo)第1頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一選擇系列產(chǎn)品使用條件設(shè)定潤(rùn)滑選擇計(jì)算壽命確認(rèn)剛性選擇預(yù)緊假定滑塊長(zhǎng)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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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，然后根據(jù)后面提供的壽命計(jì)算方法來(lái)計(jì)算導(dǎo)軌副的壽命。第3頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第4頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第5頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第6頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第7頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第8頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一對(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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4）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Ｍ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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第11頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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(rùn)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)緊后，摩擦阻力將會(huì)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12頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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HRC58～64之間。若滾道表面硬度較低，則額定動(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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一導(dǎo)軌系統(tǒng)的溫度超過100℃時(shí)，與在常溫使用場(chǎng)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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在計(jì)算額定壽命時(shí)，還應(yīng)考慮外部作用載荷及使用場(chǎng)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。滾動(dòng)直線導(dǎo)軌在大部分工作場(chǎng)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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一使用條件fW無(wú)外來(lái)沖擊載荷、振動(dòng)(<15m/min) 1.0～1.5無(wú)顯著沖擊載荷、振動(dòng)(<60m/min) 1.5～2.0有外來(lái)沖擊載荷、振動(dòng)

(＜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16頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一因此，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(chǎng)合：使用滾柱導(dǎo)軌副的場(chǎng)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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一4、壽命計(jì)算舉例１）．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8×300=2400小時(shí)。

fH=1,fT=1,fc=0.81,fw=1.5所以：L=時(shí)間壽命：In=第18頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2）．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(wú)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=11×300×8×60×0.8×8×2×10-3=20275.2(km)第19頁(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一四個(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-LG45AAP12×1620D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(yè)，共22頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3）．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(wú)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=15×300×8×60×1×10×2×10-3=43200km四個(gè)滑塊的載荷為：P1=P2=P3=P4=（20+3）/4=5.75KN第21頁(yè)