直线轴承:力和扭矩规格说明

直线轴承导轨或线性导轨是支撑机构,旨在让您轻松地沿单个轴移动大量重量。 直线轴承相对于其他直线支撑的优势之一, 喜欢 抽屉滑轨,是它们还能够处理由不均匀负载引起的扭矩,这将保护其他执行部件。这就是为什么您经常会看到列出的直线轴承的扭矩和力规格,特别是滚柱式直线轴承。您还经常会看到给出的两个力规格;一个用于压缩,另一个用于拉伸。本博客旨在解释所有这些规格,以便您可以更好地理解它们,并能够为您的下一个项目确定合适的直线轴承。如果您想了解有关直线轴承的更多信息或需要复习,请查看我们的 直线轴承101 博客。

力规格

压缩

直线轴承压缩

压缩是指力向下推到物体上,如上图所示,这可能是最常用的规范。如果超过压缩力规格,可能会导致轴承过度磨损或完全失效。压缩力规格通常总是高于拉力规格,因为与将其拉开相比,压碎固体机构(例如线性轴承)要困难得多。

紧张

 受拉直线轴承

当力拉动或拉伸物体时就会产生张力,如上例所示。由于直线轴承的设计,直线轴承可以承受的张力通常低于压力。对于滚柱式直线轴承,例如我们的 FA-SGR-35系列,张力会对用于将滚轮连接到墨盒的滚轮轴承轴施加应力,并可能导致裂纹,从而导致故障。虽然压缩力也会对这些轴施加压力,但由于张力而拉开会导致这些裂纹传播得更快。对于滑动接触直线轴承,例如我们的 FA-MGR-15系列,上述原理也是成立的,但应力发生在钢轨上,并受到其设计的影响。

决定力量

在您的应用程序中,您需要确定所有涉及的力量,以确定您的 直线轴承 将受到拉力或压力。利用自由体图(如上面的图)可用于识别线性轴承将经历的所有力及其方向。然后,您可以总结所有力,以确定直线轴承上的合力的方向和大小,这可用于确定所需直线轴承的最小尺寸,尽管您应该始终添加安全系数以确保您的应用不会'不会失败。如果您的负载条件非常动态,您可能需要确定线性轴承在多种负载条件下的合力,因为线性轴承可能在单个应用中的不同点处经历拉伸和压缩。

扭矩规格

扭矩是引起旋转的转动力,等于所施加的力乘以到旋转点的垂直距离。扭矩可能是由偏心和/或不平衡负载引起的。扭矩规格是指直线轴承的轴承座在失效之前可以承受多少不平衡扭矩。扭矩规格通常针对每个轴列出,并且是指绕该轴的最大扭矩。如果各轴的扭矩规格不同,则需要确认供应商对各轴的标注方式。对于下面的示例,x 轴是线性导轨的运动轴,y 轴是左右轴,z 轴是上下轴。同样,这可能不是您的供应商标记其轴的方式,您应该确认他们的标签。

X 轴扭矩

直线轴承 X 轴扭矩  

上面的示例显示了会发生绕 x 轴的扭矩的情况。由于负载的重心与盒的重心不对齐,负载将尝试使盒旋转,从而产生扭矩。在这种情况下,负载的重心仍然是垂直的。如果存在以与上例类似的方向作用在负载上的不平衡力,也会产生绕 x 轴的扭矩。

Y 轴扭矩

 直线轴承绕 Y 轴的扭矩

当卡盘和负载的重心不对齐时,也会产生绕 y 轴的扭矩,但在这种情况下,负载的重心仍然与直线轴承的导轨平行,如如上所示。该扭矩将尝试翻转墨盒。如果存在以与上例类似的方向作用在负载上的不平衡力,也会出现绕 y 轴的扭矩。

Z 轴扭矩

直线轴承绕 Z 轴的扭矩 

围绕 z 轴的扭矩很可能是由偏离重心的不平衡力引起的,如上所示。该扭矩将尝试导致墨盒旋转或从导轨上脱落。

确定扭矩

与力一样,您需要确定应用中涉及的所有力以及它们作用于墨盒重心的距离,以确定涉及的扭矩。同样,您还可以使用自由体图(如上面的图)来可视化力并确定它是否会产生扭矩以及该扭矩的方向。虽然上述示例很简单,但您的应用可能更复杂并且涉及多个扭矩。与力一样,您需要将每个轴的所有扭矩相加,以确定您的最小扭矩规格 直线轴承,尽管您应该始终添加安全系数。

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