Линейные подшипники: объяснение характеристик силы и крутящего момента

Линейный подшипникs или линейные направляющие - это опорные механизмы, которые позволяют легко перемещать значительный вес по одной оси. Одно из преимуществ линейных подшипников перед другими линейными опорами, любить выдвижные ящики, заключается в том, что они также могут справляться с крутящими моментами, вызванными неравномерными нагрузками, что защищает другие исполнительные компоненты. Вот почему для линейных подшипников, особенно для роликовых линейных подшипников, часто можно встретить спецификации крутящего момента и усилия. Вы также часто увидите две спецификации силы; один для сжатия, а другой для растяжения. Цель этого блога - объяснить все эти спецификации, чтобы вы могли лучше понять их и определить правильный линейный подшипник для вашего следующего проекта. Если вы хотите узнать больше о линейных подшипниках или нуждаетесь в обновлении, ознакомьтесь с нашими Линейный подшипник 101 блог.

Характеристики силы

Сжатие

Линейное сжатие подшипников

Сжатие - это когда силы давят на объект, как на диаграмме выше, и, вероятно, это наиболее часто необходимая спецификация. Превышение спецификации усилия сжатия может привести к чрезмерному износу или полному выходу подшипника из строя. Спецификация силы сжатия, как правило, всегда выше, чем спецификация силы натяжения, поскольку раздробить твердый механизм, например линейный подшипник, намного сложнее, чем разобрать его.

Напряжение

 Линейный подшипник в 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 FA-SGR-35натяжение оказывает давление на валы роликовых подшипников, которые используются для соединения роликов с картриджем, и может вызвать трещины, которые приведут к поломке. В то время как силы сжатия также создают нагрузку на эти валы, растяжение из-за растяжения приведет к тому, что эти трещины будут распространяться намного быстрее. Для линейных подшипников с скользящим контактом, таких как наши Серия FA-MGR-15Вышеупомянутый принцип также верен, но напряжение возникает на рельсе и зависит от его конструкции.

Определяющие силы

В вашем заявлении вам нужно будет определить все задействованные силы, чтобы определить, линейный подшипник будет испытывать растяжение или сжатие. Диаграммы свободного тела, подобные приведенным выше, могут быть использованы для определения всех сил и их направлений, которые будут испытывать ваши линейные подшипники. Затем вы можете суммировать все силы, чтобы определить направление и величину результирующей силы, действующей на линейный подшипник, что можно использовать для определения минимального необходимого размера линейного подшипника, хотя вы всегда должны добавлять коэффициент безопасности, чтобы гарантировать, что ваше приложение не т потерпеть неудачу. Если ваши условия нагружения достаточно динамичны, вам может потребоваться определить результирующую силу, действующую на линейный подшипник при нескольких условиях нагружения, поскольку возможно, чтобы ваш линейный подшипник испытывал 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 до точки вращения. Крутящие моменты могут быть вызваны нецентральной и / или несбалансированной нагрузкой. Спецификация крутящего момента указывает на то, какую часть неуравновешенного крутящего момента может выдержать картридж линейного подшипника до выхода из строя. Характеристики крутящего момента обычно указываются для каждой оси и относятся к максимальному крутящему моменту вокруг этой оси. Если характеристики крутящего момента для каждой оси отличаются, вам необходимо подтвердить, как поставщик маркирует каждую ось. В приведенных ниже примерах ось x - это ось движения для линейной направляющей, ось y - это ось из стороны в сторону, а ось z - это ось вверх и вниз. Опять же, ваш поставщик может не так обозначить свою ось, и вам следует подтвердить его маркировку.

Крутящий момент относительно оси X

Крутящий момент линейного подшипника относительно оси X  

В приведенном выше примере показана ситуация, когда возникнет крутящий момент вокруг оси x. Поскольку центр тяжести нагрузки не совмещен с центром тяжести картриджа, нагрузка будет пытаться заставить картридж вращаться, вызывая крутящий момент. В этом случае центр тяжести груза все равно будет перпендикулярным. Крутящий момент вокруг оси x также возник бы, если бы на нагрузку действовала сила дисбаланса в ориентации, аналогичной приведенному выше примеру.

Крутящий момент относительно оси Y

 Крутящий момент линейного подшипника относительно оси Y

Крутящий момент вокруг оси y также может быть вызван, когда центр тяжести картриджа и нагрузки не совмещены, но в этом случае центр тяжести нагрузки все еще параллелен направляющей линейного подшипника, например показано выше. Этот крутящий момент попытается перевернуть картридж. Крутящий момент вокруг оси Y также возник бы, если бы на нагрузку действовала сила дисбаланса в ориентации, аналогичной приведенному выше примеру.

Крутящий момент относительно оси Z

Крутящий момент линейного подшипника относительно оси Z 

Крутящий момент вокруг оси z, скорее всего, будет вызван силой дисбаланса, которая смещена от центра тяжести, как показано выше. Этот крутящий момент будет пытаться заставить картридж вращаться или оторваться от направляющей.

Определение крутящего момента

Как и в случае с силами, вам нужно будет определить все силы, задействованные в вашем приложении, а также то, как далеко они действуют от центра тяжести картриджа до 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 требовать нескольких моментов затяжки. Как и в случае с силами, вам нужно будет просуммировать все крутящие моменты для каждой оси, чтобы определить минимальные характеристики крутящего момента для вашего линейный подшипник, хотя всегда следует добавлять коэффициент безопасности.

Tags:

Share this article

серия обогащения

Нужна помощь в поиске правильного привода?

Мы точность инженера и производства нашей продукции, так что вы получите прямые цены производителей. Мы предлагаем в тот же день доставки и знающих поддержку клиентов. Попробуйте использовать наш калькулятор Actuator, чтобы получить помощь в выборе правильного привода для вашего приложения.