直線導(dǎo)軌通過對滑塊內(nèi)的滾動體施加預(yù)載,實現(xiàn)高剛性、降低振動和噪音。但預(yù)載并非越大越好,或越小越好。那么,該如何選擇滑塊適合的預(yù)載,才能發(fā)揮直線導(dǎo)軌的更好性能呢?
1.什么是預(yù)載?
滾道由導(dǎo)軌滾動面和滑塊滾動面共同組成,滾動體在滾道的空間約束下循環(huán)回轉(zhuǎn)。滾道的直徑若大于滾動體直徑,為正間隙。滾道的直徑若小于滾動體直徑,為負(fù)間隙。間隙越小,預(yù)緊力越大。
2.預(yù)緊力有什么作用?
理論計算和試驗數(shù)據(jù)表明,滾動體在承載后的變形量與負(fù)載的關(guān)系,兩者呈正相關(guān)但并非線性。如下圖所示,若滾動體受到不斷增大的徑向載荷F,其變形量δ(a-b)起初變化快,而后趨于平緩。F/δ(a-b)的值稱為剛性,是衡量承載性能的重要指標(biāo)。
如果對已受預(yù)緊力Fpr的滑塊施加徑向載荷F,變形量δ(a-b)的值避開了期初變化率較快的階段,使F/δ(a-b)的值較未施加預(yù)緊的滑塊更大,故而提升了剛性。
預(yù)緊除了提升剛性外,對保證持久壽命也必不可少。滾動體在有預(yù)緊時,在滾道內(nèi)直線運行,為純滾動摩擦,發(fā)熱量小。預(yù)緊不足時,滾動體在滾道內(nèi)呈不規(guī)則運行,夾雜滑動摩擦,產(chǎn)生異常發(fā)熱和磨損。下圖中,鋼球表面明顯的帶狀磨痕和繞多軸轉(zhuǎn)動軌跡,便是由預(yù)緊力不足造成的失效模式。
3.INA直線導(dǎo)軌有哪些預(yù)緊等級?
預(yù)載力數(shù)值通過基本額定動載荷C表達(dá):RUE滾柱直線導(dǎo)軌提供V1~V5共5種預(yù)緊等級,V3為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)載。
KUVE滾珠直線導(dǎo)軌提供V0~V2共3種預(yù)載等級,V1為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)載。
基本額定動載荷C可在【INA直線導(dǎo)引手冊】各型號的尺寸表中查得,如下圖示例:
4.如何選擇合適的預(yù)載?
預(yù)載的選擇取決的滑塊受到的負(fù)載大小,其計算方法已在《選型篇》中列出。若單個滑塊受到的負(fù)載(實為組合負(fù)載)大于2.8倍的預(yù)緊力Fpr,位于非承載側(cè)的滾動體會失去預(yù)載,產(chǎn)生異常的磨損。此時,需要提高預(yù)載等級。
若預(yù)緊力過大,則會加大承載側(cè)滾動體的負(fù)載,降低使用壽命。考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載可精確計算,但公式較為繁瑣,一般也可用以下方式近似計算:考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載 = 不考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載 + 預(yù)緊力將考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載帶入壽命計算公式中,計算出額定壽命L10。若L10不滿足設(shè)計要求,則需降低負(fù)載等級。
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