17.1 원칙
부하 용량은 DIN 636의 원칙에 기반합니다.
DIN 표준에 따르면, 대부분의 응용에서 전동체 직경의 0.0001배에 해당하는 영구 총 변형이 베어링의 작동 거동에 악영향을 미치지 않고 허용될 수 있습니다. 따라서, 정정격 하중 C0은 등가 정적 하중이 정정격 하중에 해당할 때 위의 변형이 대략적으로 발생하도록 충분히 높게 설정됩니다. 위의 총 변형이 발생하지 않도록 동정격 하중 C를 기준으로 사용하는 것이 권장됩니다.
동정격 하중 C는 공칭 사용 수명 L이 100 km 이동 거리일 때 달성되는 하중입니다. 사용 수명을 계산할 때, 가이드웨이에 수직으로 작용하는 하중뿐만 아니라 모든 작용하는 힘과 모멘트의 하중 스펙트럼도 고려해야 한다는 점이 중요합니다.
사용 수명은 가이드웨이의 어느 하나의 전동 가이드웨이 요소에서 명백한 재료 피로가 발생하기 전에 달성할 수 있는 총 이동 거리(미터 단위)에 해당합니다. 동일한 구조의 가이드웨이 중 90%가 정상 작동 조건에서 해당 이동 거리에 도달하거나 초과하면 공칭 사용 수명에 도달한 것입니다.
가이드웨이 치수 결정의 핵심 요소는 동정격 하중 C에 비례하여 나타나는 하중입니다.
카탈로그에 제시된 동정격 하중 C는 C100의 정의에 해당합니다 (≙).
사용 수명 정의
앞서 언급한 바와 같이, 동정격 하중 C100은 100 km의 사용 수명에 기반합니다. 다른 제조업체에서는 종종 50 km 사용 수명에 대한 부하 용량 C50을 표시합니다. 이로 인해 DIN ISO 표준에서 규정한 것보다 20% 이상 높은 부하 용량이 산출됩니다.
볼 베어링의 변환 예시
DIN ISO 표준에 따라 C50 부하 용량을 C100으로 변환:
C100 = 0.79 · C50
C100 부하 용량을 C50으로 변환:
C50 = 1.26 · C100
C50 = 50 km 이동 거리에 대한 동정격 하중 C (단위: N)
C100 = 100 km 이동 거리에 대한 동정격 하중 C (단위: N), DIN ISO 표준에 따라 정의
17. 부하 용량 및 사용 수명
17.2 DIN ISO 표준에 따른 사용 수명 L 계산
17.2.1 볼 가이드웨이의 공칭 사용 수명 계산 공식(미터 단위)은 다음과 같습니다:
L = a · (Ceff / P)3 · 105 m
a = 사건 확률 계수
Ceff = 유효 부하 용량 N
P = 동적 등가 하중 N
L = 공칭 사용 수명 m
사건 확률 계수 a
구름 접촉 베어링의 부하 용량은 DIN ISO 표준을 준수합니다. 이는 가이드웨이의 운용 사용 기간 동안 90%의 확률로 초과되는 사용 수명 계산의 값을 나타냅니다.
앞서 언급한 이론적 사용 수명 확률 계수 90%가 충분하지 않은 경우, 계수 a를 사용하여 사용 수명 값을 조정해야 합니다.
| 사건 확률 (%) Event probability in % | 90 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 계수 a Factor a | 1 | 0.62 | 0.53 | 0.44 | 0.33 | 0.21 |
17.2.2 시간 단위로 공칭 사용 수명을 계산하는 공식은 다음과 같습니다:
Lh = L / (60 · vm) = L / (2 · s · n · 60)
L = 공칭 사용 수명 m
Lh = 공칭 사용 수명 h
s = 스트로크 길이 m
n = 스트로크 빈도 min-1
vm = 평균 이동 속도 m/min
17.2.3 유효 부하 용량 Ceff
구조적 및 외부 영향이 MINI-X 제품의 동정격 하중 C를 감소시킬 수 있으므로, Ceff를 계산해야 합니다.
Ceff = fK · C
Ceff = 유효 부하 용량 N
fK = 접촉 계수
C = 최대 허용 동적 부하 용량 N
접촉 계수 fk
여러 캐리지가 최소 간격(Lb < L)으로 백투백 장착되는 경우, 가이드웨이 요소 및 장착면의 제조 공차로 인해 균일한 하중 분배가 어렵습니다. 접촉 계수 fk를 사용하여 이러한 장착 상황을 고려할 수 있습니다:
| 캐리지 수량 Number of carriages | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| 접촉 계수 fk Contact factor fk | 1 | 0.81 | 0.72 | 0.66 | 0.62 |
L = 캐리지 길이 (더 긴 캐리지) mm
Lb = 캐리지 간격 mm
17.2.4 동적 등가 하중 P
리니어 가이드 시스템에 작용하는 하중(F)은 작동 중에 빈번하게 변동합니다. 사용 수명을 계산할 때 이러한 상황을 고려해야 합니다. 이동 거리 동안 다양한 작동 조건에서의 가이드웨이의 가변 하중 흡수를 동적 등가 하중 P로 설명합니다.
P = ³√[(F₁³ · L₁ + F₂³ · L₂ + ... + Fₙ³ · Lₙ) / L]
정현파 하중
P = 0.7 Fmax
P = 등가 하중 N
F₁ ... Fₙ = 부분 이동 거리 L₁ ... Lₙ 동안의 개별 하중 N
Fmax = 최대 하중 N
L = L₁ + ... + Lₙ = 하나의 하중 사이클 내 총 이동 거리 mm
L₁ ... Lₙ = 하중 사이클 동안 개별 하중의 부분 이동 거리 mm