Vòng bi tuyến tính: Giải thích thông số kỹ thuật về lực & mô-men xoắn

Ảnh hưởng theo tuyến tínhs hoặc dẫn hướng tuyến tính là các cơ chế hỗ trợ được thiết kế để cho phép bạn dễ dàng di chuyển trọng lượng đáng kể dọc theo một trục. Một ưu điểm của vòng bi tuyến tính so với các gối đỡ tuyến tính khác, giống ngăn kéo trượt, là chúng cũng có thể xử lý mô-men xoắn gây ra bởi tải không đồng đều để bảo vệ các bộ phận dẫn động khác. Đây là lý do tại sao bạn sẽ thường thấy cả thông số kỹ thuật về mô-men xoắn và lực được liệt kê cho vòng bi tuyến tính, đặc biệt là vòng bi tuyến tính kiểu con lăn. Bạn cũng sẽ thường thấy hai thông số lực được đưa ra; một để nén và một để căng. Blog này nhằm mục đích giải thích tất cả các thông số kỹ thuật này để bạn có thể hiểu rõ hơn về chúng và có thể xác định ổ trục tuyến tính phù hợp cho dự án tiếp theo của mình. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về vòng bi tuyến tính hoặc cần xem lại, hãy tham khảo Vòng bi tuyến tính 101 Blog.

Thông số lực

Nén

Nén ổ bi tuyến tính

Nén là khi lực đẩy xuống một vật thể, như trong sơ đồ trên và có lẽ là thông số kỹ thuật cần thiết nhất. Nếu thông số lực nén bị vượt quá, nó có thể dẫn đến mòn quá mức hoặc hỏng ổ trục hoàn toàn. Thông số lực nén nhìn chung sẽ luôn cao hơn thông số lực căng vì việc nghiền nát một cơ cấu rắn, chẳng hạn như ổ trục tuyến tính, khó hơn nhiều so với việc kéo nó ra xa.

Căng thẳng

 Vòng bi tuyến tính trong lực căng

Lực căng xảy ra khi lực kéo hoặc kéo giãn một vật, như trong ví dụ trên. Mức độ căng mà ổ trục tuyến tính có thể xử lý thường thấp hơn mức nén do thiết kế của ổ trục tuyến tính. Đối với vòng bi tuyến tính kiểu con lăn, như của chúng tôi Dòng FA-SGR-35, lực căng gây áp lực lên các trục ổ lăn dùng để nối các con lăn với hộp mực và có thể gây ra các vết nứt dẫn đến hỏng hóc. Trong khi lực nén cũng gây áp lực lên các trục này, việc kéo ra do lực căng sẽ khiến các vết nứt này lan rộng nhanh hơn nhiều. Đối với vòng bi tuyến tính tiếp xúc trượt, như của chúng tôi Dòng FA-MGR-15, nguyên tắc trên cũng đúng, nhưng ứng suất xảy ra trên đường ray và bị ảnh hưởng bởi thiết kế của nó.

Xác định lực lượng

Trong đơn đăng ký của mình, bạn sẽ cần xác định tất cả các lực lượng liên quan để xác định xem liệu ứng dụng của bạn có ảnh hưởng theo tuyến tính sẽ bị căng hoặc bị nén. Bạn có thể sử dụng các sơ đồ vật thể tự do, giống như các sơ đồ ở trên, để xác định tất cả các lực và hướng của chúng mà ổ trục tuyến tính của bạn sẽ chịu. Sau đó, bạn có thể tổng hợp tất cả các lực để xác định hướng và độ lớn của lực tổng hợp trên ổ trục tuyến tính của mình. Lực này có thể được sử dụng để xác định kích thước tối thiểu của ổ trục tuyến tính cần thiết, mặc dù bạn phải luôn thêm hệ số an toàn để đảm bảo ứng dụng của bạn không' không thất bại. Nếu điều kiện tải của bạn khá động, bạn có thể được yêu cầu xác định lực tổng hợp lên ổ trục tuyến tính ở nhiều điều kiện tải vì ổ trục tuyến tính của bạn có thể chịu cả lực căng và lực nén tại các điểm khác nhau trong một ứng dụng.

Thông số mô-men xoắn

Mô-men xoắn là một lực quay gây ra chuyển động quay và bằng lực tác dụng nhân với khoảng cách vuông góc đến điểm quay. Mô-men xoắn có thể do tải lệch tâm và/hoặc tải không cân bằng gây ra. Thông số mô-men xoắn đề cập đến mức độ mô-men xoắn không cân bằng mà hộp mực của ổ trục tuyến tính có thể xử lý trước khi hỏng. Thông số mô-men xoắn thường được liệt kê cho từng trục và đề cập đến mô-men xoắn cực đại đối với trục đó. Nếu thông số mô-men xoắn ở mỗi trục là khác nhau, bạn cần xác nhận xem nhà cung cấp đã dán nhãn cho từng trục như thế nào. Đối với các ví dụ bên dưới, trục x là trục chuyển động của dẫn hướng tuyến tính, trục y là trục bên này và trục z là trục lên và xuống. Một lần nữa, đây có thể không phải là cách nhà cung cấp của bạn dán nhãn cho trục của họ và bạn nên xác nhận việc dán nhãn của họ.

Mômen quay quanh trục X

Mô-men xoắn vòng bi tuyến tính về trục X  

Ví dụ trên cho thấy tình huống xảy ra mômen quay quanh trục x. Vì trọng tâm của tải không thẳng hàng với trọng tâm của hộp mực, tải sẽ cố gắng làm cho hộp mực quay gây ra mô-men xoắn. Trọng tâm của tải vẫn vuông góc trong trường hợp này. Mômen quay quanh trục x cũng sẽ xảy ra nếu có một lực mất cân bằng tác dụng lên tải theo hướng tương tự như ví dụ trên.

Mômen quay quanh trục Y

 Mô-men xoắn vòng bi tuyến tính về trục Y

Mô-men xoắn quanh trục y cũng có thể được tạo ra khi trọng tâm của hộp mực và tải không thẳng hàng, nhưng trong trường hợp này, trọng tâm của tải vẫn song song với đường ray của ổ trục tuyến tính, như hiển thị ở trên. Mô-men xoắn này sẽ thử và lật hộp mực. Mômen xoắn quanh trục y cũng sẽ xảy ra nếu có một lực mất cân bằng tác dụng lên tải theo hướng tương tự như ví dụ trên.

Mômen quay quanh trục Z

Mômen vòng bi tuyến tính quanh trục Z 

Một mô-men xoắn quanh trục z rất có thể được gây ra bởi một lực mất cân bằng nằm lệch tâm so với trọng tâm, như trên. Mô-men xoắn này sẽ cố gắng làm cho hộp mực quay hoặc văng ra khỏi đường ray.

Xác định mô men xoắn

Giống như với lực, bạn sẽ cần xác định tất cả các lực liên quan đến ứng dụng của mình cũng như khoảng cách chúng tác dụng đối với trọng tâm của hộp mực để xác định mômen xoắn liên quan. Một lần nữa, bạn cũng có thể sử dụng sơ đồ vật tự do, giống như những sơ đồ ở trên, để hình dung các lực và xác định xem nó có gây ra mômen cũng như hướng của mômen đó hay không. Mặc dù các ví dụ trên rất đơn giản nhưng ứng dụng của bạn có thể phức tạp hơn và liên quan đến nhiều mô-men xoắn. Giống như với lực, bạn sẽ cần tổng hợp tất cả các mô men xoắn cho mỗi trục để xác định thông số mô men xoắn tối thiểu cho trục của bạn. ảnh hưởng theo tuyến tính, mặc dù bạn phải luôn thêm hệ số an toàn.

Share This Article
Tags: