リニアベアリング:力とトルクの仕様の説明

リニアベアリングまたはリニアガイドは、単一の軸に沿ってかなりの重量を簡単に移動できるように設計されたサポートメカニズムです。 他のリニアサポートに対するリニアベアリングの利点の1つ、 お気に入り 引き出しスライド、他の作動部品を保護する不均一な負荷によって引き起こされるトルクも処理できるということです。これが、リニアベアリング、特にローラースタイルのリニアベアリングのトルクと力の両方の仕様が頻繁に表示される理由です。また、2つの力の仕様も示されていることがよくあります。 1つは圧縮用で、もう1つは引張用です。このブログは、これらすべての仕様を説明して、それらをよりよく理解し、次のプロジェクトに適した線形ベアリングを特定できるようにすることを目的としています。リニアベアリングの詳細を知りたい場合、または復習が必要な場合は、 リニアベアリング101 ブログ。

力の仕様

圧縮

リニアベアリング圧縮

圧縮とは、上の図のように力がオブジェクトを押し下げることであり、おそらく最も一般的に必要な仕様です。圧縮力の仕様を超えると、ベアリングの過度の摩耗や完全な故障につながる可能性があります。リニアベアリングのようなソリッドメカニズムを引き離すよりも押しつぶすのがはるかに難しいため、圧縮力の仕様は一般に引張力の仕様よりも常に高くなります。

テンション

 引張りにおける線形軸受

張力は、上記の例のように、力がオブジェクトを引っ張ったり伸ばしたりしているときに発生します。リニアベアリングの設計により、リニアベアリングが処理できる張力の量は一般に圧縮よりも低くなります。私たちのようなローラースタイルのリニアベアリング用 FA-SGR-35シリーズ、張力により、ローラーをカートリッジに接続するために使用されるローラーベアリングシャフトに応力がかかり、亀裂が発生して故障につながる可能性があります。圧縮力もこれらのシャフトに応力をかけますが、張力によって引き離されると、これらの亀裂がはるかに速く伝播します。私たちのような滑り接触リニアベアリング用 FA-MGR-15シリーズ、上記の原理も当てはまりますが、レールに応力が発生し、その設計の影響を受けます。

力の決定

アプリケーションでは、関係するすべての力を決定して、 リニアベアリング 緊張または圧迫が発生します。上記のような自由体図を使用すると、リニアベアリングが受けるすべての力とその方向を特定できます。次に、すべての力を合計して、リニアベアリングにかかる​​合力の方向と大きさを決定できます。これを使用して、必要なリニアベアリングの最小サイズを決定できますが、アプリケーションが確実に安全係数を追加しないようにする必要があります。失敗します。荷重条件が非常に動的である場合、単一のアプリケーションで線形ベアリングにさまざまなポイントで引張と圧縮の両方を発生させることができるため、複数の荷重条件で線形ベアリングにかかる​​合力を決定する必要がある場合があります。

トルク仕様

トルクは、回転を引き起こす回転力であり、加えられた力に回転点までの垂直距離を掛けたものに等しくなります。トルクは、中心から外れた負荷や不均衡な負荷によって発生する可能性があります。トルク仕様とは、リニアベアリングのカートリッジが故障する前に処理できる不平衡トルクの量を指します。トルク仕様は通常、軸ごとにリストされており、その軸の周りの最大トルクを指します。各軸のトルク仕様が異なる場合は、サプライヤーが各軸にどのようにラベルを付けているかを確認する必要があります。以下の例では、x軸はリニアガイドの運動軸、y軸は左右軸、z軸は上下軸です。繰り返しますが、これはサプライヤが軸にラベルを付けた方法ではない可能性があるため、ラベルを確認する必要があります。

X軸周りのトルク

X軸周りの線形ベアリングトルク  

上記の例は、x軸の周りにトルクが発生する状況を示しています。負荷の重心がカートリッジの重心と一致していないため、負荷がカートリッジを回転させてトルクを発生させようとします。この場合でも、負荷の重心は垂直になります。上記の例と同様の方向で負荷に作用している不均衡な力があった場合にも、x軸の周りのトルクが発生します。

Y軸周りのトルク

 Y軸周りの線形ベアリングトルク

カートリッジの重心と負荷が一致していない場合にも、y軸周りのトルクが発生する可能性がありますが、この場合、負荷の重心は、次のようにリニアベアリングのレールと平行のままです。上に示しました。このトルクにより、カートリッジが反転しようとします。上記の例と同様の方向で負荷に作用している不均衡な力があった場合にも、y軸の周りのトルクが発生します。

Z軸周りのトルク

Z軸周りの線形ベアリングトルク 

z軸周りのトルクは、上記のように重心から外れた不均衡な力によって引き起こされる可能性があります。このトルクにより、カートリッジが回転したり、レールから外れたりします。

トルクの決定

力の場合と同様に、アプリケーションに関係するすべての力と、関係するトルクを決定するために、カートリッジの重心に対してどれだけ離れて作用するかを決定する必要があります。繰り返しになりますが、上記のような自由体図を使用して、力を視覚化し、それがトルクを引き起こすかどうか、およびそのトルクの方向を判断することもできます。上記の例は単純ですが、アプリケーションはより複雑で、複数のトルクを伴う場合があります。力の場合と同様に、各軸のすべてのトルクを合計して、の最小トルク仕様を決定する必要があります。 リニアベアリング、ただし、常に安全率を追加する必要があります。

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