1.7.1 Định nghĩa thuật ngữ
Tuổi thọ sử dụng của thanh dẫn hướng ray định hình được đặc trưng bởi quãng đường di chuyển, tức là khoảng cách có thể đi được dưới tải trọng quy định trước khi xuất hiện các dấu hiệu mỏi vật liệu đầu tiên. Tính toán tuổi thọ sử dụng là cơ sở quan trọng để lựa chọn kích thước thanh dẫn hướng phù hợp.
Theo tiêu chuẩn DIN ISO 14728-1, tuổi thọ sử dụng danh nghĩa có thể được tính toán bằng công thức sau:
Công thức tuổi thọ sử dụng danh nghĩa theo DIN ISO 14728-1
Lnom = (C / P)q × 100 km
Lnom = Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa (km)
C = Khả năng tải động danh định (N)
P = Lực tương đương (N)
q = Số mũ tính toán tuổi thọ sử dụng
Thanh dẫn hướng con lăn (MR)
q = 10/3 ≈ 3.33
Tiếp xúc đường, khả năng tải cao hơn
Thanh dẫn hướng bi (BM)
q = 3
Tiếp xúc điểm, phù hợp cho chuyển động tốc độ cao
Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa Lnom
Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa Lnom là quãng đường di chuyển được tính toán mà 90% thanh dẫn hướng vận hành trong cùng điều kiện có thể đạt được hoặc vượt qua. Đây là một khái niệm thống kê, biểu thị tuổi thọ kỳ vọng trong điều kiện lý tưởng.
Trừ khi có yêu cầu đặc biệt khác, tất cả các thiết kế của SCHNEEBERGER đều dựa trên tuổi thọ sử dụng Lnom. Điều này có nghĩa là trong cùng điều kiện, 10% thanh dẫn hướng có thể đạt đến giới hạn mỏi sớm hơn.
So sánh tuổi thọ sử dụng: Thanh dẫn hướng con lăn và bi
Do sự khác biệt về số mũ tuổi thọ sử dụng q, thanh dẫn hướng con lăn và thanh dẫn hướng bi có tuổi thọ sử dụng danh nghĩa khác nhau ở cùng tỷ số C/P. Hình sau đây thể hiện các đường cong tuổi thọ sử dụng của cả hai loại thanh dẫn hướng:
Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa Lnom của thanh dẫn hướng con lăn và bi theo hàm tỷ số C/P (không có ảnh hưởng tải trước)
Chú thích:
Trục Y: Lnom [km] - Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa (kilômét)
Trục X: C/P - Tỷ số khả năng tải động danh định so với lực tương đương
Diễn giải đường cong
Như có thể thấy từ hình, ở cùng tỷ số C/P, tuổi thọ sử dụng danh nghĩa của thanh dẫn hướng con lăn (đường cong 1) cao hơn đáng kể so với thanh dẫn hướng bi (đường cong 2). Điều này là do thanh dẫn hướng con lăn sử dụng tiếp xúc đường, cung cấp khả năng tải cao hơn và ứng suất tiếp xúc thấp hơn. Khi C/P = 10, tuổi thọ sử dụng của thanh dẫn hướng con lăn có thể đạt khoảng 220.000 km, trong khi thanh dẫn hướng bi đạt khoảng 100.000 km.
Tuổi thọ sử dụng thực tế
Tuổi thọ sử dụng thực tế là tuổi thọ thực sự đạt được, có thể khác đáng kể so với tuổi thọ sử dụng danh nghĩa lý thuyết. Tuổi thọ sử dụng thực tế bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:
- Điều kiện vận hành (tốc độ, gia tốc, rung động)
- Tình trạng bôi trơn (loại chất bôi trơn, tần suất bôi trơn)
- Yếu tố môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, tạp chất nhiễm bẩn)
- Độ chính xác lắp đặt và độ cứng vững của kết cấu kết nối
- Biến đổi tải trọng và tải trọng va đập
1.7.2 Tiêu chuẩn áp dụng
Tính toán tuổi thọ sử dụng cũng như khả năng tải tĩnh và động của thanh dẫn hướng tuyến tính được trình bày chi tiết trong các tiêu chuẩn quốc tế sau:
DIN ISO 14728-1
Ổ lăn - Ổ lăn chuyển động thẳng - Phần 1
Khả năng tải động danh định và tuổi thọ danh định
DIN ISO 14728-2
Ổ lăn - Ổ lăn chuyển động thẳng - Phần 2
Khả năng tải tĩnh danh định
Lưu ý quan trọng
Tuổi thọ sử dụng danh nghĩa được tính toán là giá trị trung bình thống kê. Tuổi thọ sử dụng thực tế có thể thay đổi tùy thuộc vào điều kiện vận hành, tình trạng bôi trơn, yếu tố môi trường, v.v. Khuyến nghị sử dụng hệ số an toàn phù hợp trong thiết kế. Để biết phương pháp tính toán chi tiết, vui lòng tham khảo Phần 4.10 - Tính toán và lựa chọn.