Cuscinetti lineari: spiegazione delle specifiche di forza e coppia

Cuscinetto lineareso guide lineari sono meccanismi di supporto progettati per consentire di spostare facilmente un peso significativo lungo un unico asse. Un vantaggio dei cuscinetti lineari rispetto ad altri supporti lineari, piace guide per cassetti, è che sono anche in grado di gestire coppie causate da carichi irregolari che proteggeranno altri componenti di azionamento. Questo è il motivo per cui vedrai spesso le specifiche sia di coppia che di forza elencate per i cuscinetti lineari, in particolare per i cuscinetti lineari a rulli. Vedrai anche spesso due specifiche di forza fornite; uno per la compressione e l'altro per la tensione. Questo blog avrà lo scopo di spiegare tutte queste specifiche in modo che tu possa comprenderle meglio e poter identificare il giusto cuscinetto lineare per il tuo prossimo progetto. Se vuoi saperne di più sui cuscinetti lineari o hai bisogno di un aggiornamento, dai un'occhiata al nostro Cuscinetto lineare 101 blog.

Specifiche della forza

Compressione

Compressione del cuscinetto lineare

La compressione è quando le forze spingono verso il basso su un oggetto, come nel diagramma sopra, ed è probabilmente la specifica più comunemente necessaria. Se la specifica della forza di compressione viene superata, potrebbe portare a un'usura eccessiva o al guasto completo del cuscinetto. La specifica della forza di compressione sarà generalmente sempre superiore alla specifica della forza di trazione poiché è molto più difficile schiacciare un meccanismo solido, come un cuscinetto lineare, rispetto a separarlo.

Tensione

 Cuscinetto lineare in tensione

La tensione si verifica quando le forze tirano o allungano un oggetto, come nell'esempio sopra. La quantità di tensione che un cuscinetto lineare può sopportare è generalmente inferiore alla compressione a causa del design dei cuscinetti lineari. Per cuscinetti lineari a rulli, come il nostro Serie FA-SGR-35, la tensione esercita una pressione sugli alberi dei cuscinetti a rulli utilizzati per collegare i rulli alla cartuccia e può causare crepe che porteranno al guasto. Sebbene anche le forze di compressione esercitino uno stress su questi alberi, il distacco dovuto alla tensione farà sì che queste crepe si propagino molto più velocemente. Per cuscinetti lineari a contatto strisciante, come il ns Serie FA-MGR-15, anche il principio di cui sopra è vero, ma la sollecitazione si verifica sulla rotaia ed è influenzata dal suo design.

Determinazione delle forze

Nella tua applicazione, dovrai determinare tutte le forze coinvolte per identificare se il tuo cuscinetto lineare sperimenterà tensione o compressione. Fare uso di diagrammi a corpo libero, come quelli sopra, può essere usato per identificare tutte le forze e le loro direzioni che sperimenteranno il tuo cuscinetto lineare. È quindi possibile sommare tutte le forze per determinare la direzione e l'entità della forza risultante sul cuscinetto lineare che può essere utilizzata per determinare la dimensione minima del cuscinetto lineare richiesta, sebbene sia sempre necessario aggiungere un fattore di sicurezza per garantire che la propria applicazione non lo sia. non fallire. Se la tua condizione di carico è piuttosto dinamica, potrebbe essere necessario determinare la forza risultante sul cuscinetto lineare in più condizioni di carico poiché è possibile che il cuscinetto lineare subisca sia la tensione che la compressione in punti diversi in una singola applicazione.

Specifiche di coppia

Una coppia è una forza di rotazione che causa la rotazione ed è uguale alla forza applicata per la distanza perpendicolare dal punto di rotazione. Le coppie possono essere causate da carichi fuori centro e/o sbilanciati. Una specifica di coppia si riferisce alla quantità di coppia sbilanciata che la cartuccia del cuscinetto lineare può gestire prima di fallire. Le specifiche di coppia sono generalmente elencate per ciascun asse e si riferiscono alla coppia massima attorno a quell'asse. Se le specifiche di coppia su ciascun asse sono diverse, è necessario confermare come il fornitore ha etichettato ogni asse. Per gli esempi seguenti, l'asse x è l'asse del moto per la guida lineare, l'asse y è l'asse da un lato all'altro e l'asse z è l'asse su e giù. Ancora una volta, questo potrebbe non essere il modo in cui il tuo fornitore ha etichettato il loro asse e dovresti confermare la loro etichettatura.

Coppie sull'asse X

Coppia del cuscinetto lineare sull'asse X.  

L'esempio precedente mostra una situazione in cui si verificherebbe una coppia sull'asse x. Poiché il baricentro del carico non è allineato con il centro di gravità della cartuccia, il carico cercherà di far ruotare la cartuccia causando una coppia. Il baricentro del carico sarebbe ancora perpendicolare in questo caso. Una coppia attorno all'asse x si verificherebbe anche se ci fosse una forza di sbilanciamento che agiva sul carico con un orientamento simile all'esempio precedente.

Coppie sull'asse Y

 Coppia del cuscinetto lineare sull'asse Y.

Una coppia attorno all'asse y può anche essere causata quando il centro di gravità della cartuccia e il carico non si allineano, ma in questo caso, il baricentro del carico è ancora parallelo alla rotaia del cuscinetto lineare, come mostrato sopra. Queste coppie cercheranno di capovolgere la cartuccia. Una coppia attorno all'asse y si verificherebbe anche se ci fosse una forza di sbilanciamento che agiva sul carico con un orientamento simile all'esempio precedente.

Coppie sull'asse Z

Coppia del cuscinetto lineare attorno all'asse Z. 

Una coppia attorno all'asse z sarebbe molto probabilmente causata da una forza di sbilanciamento che è fuori centrata dal centro di gravità, come sopra. Questa coppia cercherà di far girare o spostare la cartuccia dalla rotaia.

Determinazione delle coppie

Come per le forze, dovrai determinare tutte le forze coinvolte nella tua applicazione e quanto lontano agiscono per il centro di gravità della cartuccia per determinare le coppie coinvolte. Ancora una volta, è anche possibile utilizzare diagrammi del corpo libero, come quelli sopra, per visualizzare le forze e determinare se causerà o meno una coppia e la direzione di quella coppia. Sebbene gli esempi di cui sopra siano semplici, l'applicazione potrebbe essere più complessa e coinvolgere più coppie. Come per le forze, dovrai riassumere tutte le coppie per ogni asse per determinare le specifiche di coppia minima per il tuo cuscinetto lineare, anche se è sempre necessario aggiungere un fattore di sicurezza.

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