Линейные подшипники: объяснение характеристик силы и крутящего момента

Линейный подшипникs или линейные направляющие представляют собой опорные механизмы, которые предназначены для того, чтобы можно было легко перемещать значительный вес по одной оси. Одно из преимуществ линейных подшипников перед другими линейными опорами., нравиться направляющие для ящиковзаключается в том, что они также способны выдерживать крутящие моменты, вызванные неравномерной нагрузкой, что защитит другие исполнительные компоненты. Вот почему вы часто будете видеть характеристики крутящего момента и силы, указанные для линейных подшипников, особенно для линейных подшипников роликового типа. Вы также часто будете видеть две характеристики силы; один на сжатие, другой на растяжение. Целью этого блога является объяснение всех этих характеристик, чтобы вы могли лучше их понять и выбрать правильный линейный подшипник для вашего следующего проекта. Если вы хотите узнать больше о линейных подшипниках или нуждаетесь в повышении квалификации, посетите наш Линейный подшипник 101 блог.

Технические характеристики силы

Сжатие

Линейное сжатие подшипников

Сжатие — это когда силы давят на объект, как на диаграмме выше, и это, вероятно, наиболее часто используемая спецификация. Превышение допустимой силы сжатия может привести к чрезмерному износу или полному выходу подшипника из строя. Спецификация силы сжатия, как правило, всегда будет выше, чем спецификация силы натяжения, поскольку твердый механизм, такой как линейный подшипник, гораздо сложнее раздавить, чем разобрать его.

Напряжение

 Линейный подшипник при растяжении

Напряжение возникает, когда силы тянут или растягивают объект, как в примере выше. Величина напряжения, которое может выдержать линейный подшипник, обычно ниже, чем сжатие, из-за конструкции линейных подшипников. Для роликовых линейных подшипников, таких как наши Серия ФА-СГР-35, напряжение создает нагрузку на валы роликовых подшипников, используемых для соединения роликов с картриджем, и может вызвать трещины, которые приведут к выходу из строя. Хотя силы сжатия также создают нагрузку на эти валы, разрыв из-за напряжения приведет к гораздо более быстрому распространению этих трещин. Для линейных подшипников со скользящим контактом, таких как наши Серия ФА-МГР-15, приведенный выше принцип также верен, но напряжение возникает на рельсе и зависит от его конструкции.

Определяющие силы

В вашем приложении вам нужно будет определить все задействованные силы, чтобы определить, являются ли ваши линейный подшипник будет испытывать напряжение или сжатие. Использование диаграмм свободного тела, подобных приведенным выше, можно использовать для определения всех сил и их направлений, которым будет подвергаться ваш линейный подшипник. Затем вы можете суммировать все силы, чтобы определить направление и величину результирующей силы, действующей на ваш линейный подшипник, которую можно использовать для определения минимального требуемого размера линейного подшипника, хотя вам всегда следует добавлять коэффициент безопасности, чтобы гарантировать, что ваше приложение не Я не потерплю неудачу. Если ваши условия нагрузки достаточно динамичны, вам может потребоваться определить результирующую силу, действующую на ваш линейный подшипник при нескольких условиях нагрузки, поскольку линейный подшипник может испытывать как растяжение, так и сжатие в разных точках в одном приложении.

Характеристики крутящего момента

Крутящий момент — это вращающая сила, которая вызывает вращение и равна приложенной силе, умноженной на перпендикулярное расстояние к точке вращения. Крутящие моменты могут быть вызваны смещением от центра и/или несбалансированными нагрузками. Спецификация крутящего момента означает, какой несбалансированный крутящий момент может выдержать картридж линейного подшипника, прежде чем он выйдет из строя. Характеристики крутящего момента обычно указаны для каждой оси и относятся к максимальному крутящему моменту вокруг этой оси. Если характеристики крутящего момента для каждой оси различаются, вам необходимо подтвердить, как поставщик маркировал каждую ось. В приведенных ниже примерах ось X — это ось движения линейной направляющей, ось Y — это ось из стороны в сторону, а ось Z — это оси вверх и вниз. Опять же, возможно, ваш поставщик маркировал свои оси не так, и вам следует подтвердить их маркировку.

Крутящие моменты относительно оси X

Крутящий момент линейного подшипника относительно оси X  

В приведенном выше примере показана ситуация, когда возникает крутящий момент вокруг оси X. Поскольку центр тяжести груза не совпадает с центром тяжести картриджа, нагрузка будет пытаться заставить картридж вращаться, создавая крутящий момент. В этом случае центр тяжести груза все равно будет перпендикулярен. Крутящий момент вокруг оси X также возник бы, если бы существовала сила дисбаланса, действующая на нагрузку в ориентации, аналогичной приведенной выше.

Крутящие моменты вокруг оси Y

 Крутящий момент линейного подшипника относительно оси Y

Крутящий момент вокруг оси Y также может возникнуть, когда центр тяжести картриджа и нагрузки не совпадают, но в этом случае центр тяжести груза все еще параллелен рельсу линейного подшипника, например показано выше. Этот крутящий момент попытается перевернуть картридж. Крутящий момент вокруг оси Y также возникнет, если существует сила дисбаланса, действующая на нагрузку в ориентации, аналогичной приведенной выше.

Крутящие моменты вокруг оси Z

Линейный крутящий момент подшипника вокруг оси Z 

Крутящий момент вокруг оси Z, скорее всего, будет вызван силой дисбаланса, которая смещена от центра тяжести, как указано выше. Этот крутящий момент будет пытаться заставить картридж вращаться или смещаться с направляющей.

Определение крутящих моментов

Как и в случае с силами, вам нужно будет определить все силы, задействованные в вашем приложении, а также то, насколько далеко они действуют на центр тяжести картриджа для определения задействованных крутящих моментов. Опять же, вы также можете использовать диаграммы свободного тела, подобные приведенным выше, чтобы визуализировать силы и определить, вызовет ли это крутящий момент, а также направление этого крутящего момента. Хотя приведенные выше примеры просты, ваше приложение может быть более сложным и включать несколько крутящих моментов. Как и в случае с силами, вам нужно будет просуммировать все крутящие моменты для каждой оси, чтобы определить минимальный крутящий момент для вашего автомобиля. линейный подшипник, хотя всегда следует добавлять коэффициент безопасности.

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.