Các ví dụ tính toán sau đây minh họa quy trình cho một số vấn đề điển hình.

Ví dụ 1: Tải trọng tương đương P trên mỗi con lăn

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Dẫn hướng tuyến tính Type R 6
  • Vòng cách AC 6 với 8 con lăn (= RA)
  • F = 350 N
  • X = 120 mm
Sơ đồ ví dụ 1 – cấu hình dẫn hướng đơn

Sơ đồ ví dụ 1 – cấu hình dẫn hướng đơn

Sơ đồ ví dụ 1 – cấu hình dẫn hướng kép nhìn từ trên xuống

Sơ đồ ví dụ 1 – cấu hình dẫn hướng kép nhìn từ trên xuống

Đối với vòng cách con lăn Type AC 6, áp dụng như sau:

Thông số đặc trưng của vòng cách

Kt = (RA – 1) · t = (8 – 1) · 9 = 63
Rtmin = 1 con lăn
C = 530 N (theo chương 5.1 thông số kỹ thuật của vòng cách AC 6)
Tính toán P trên mỗi con lăn

Phương trình tải trọng và kết quả

P = (F · X) / (Kt · 2) · (1 / Rtmin) = (350 · 120) / (63 · 2) · (1 / 1) = 334 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Lưu ý:

Chú thích thành phần tải trọng

Sự phân bố lực không đối xứng được tính đến một cách an toàn nhất khi tải trọng trên số lượng con lăn chịu tải (Rtmin) cho dẫn hướng được giảm xuống.

Lưu ý hướng dẫn thiết kế

Định nghĩa ký hiệu

PTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lănTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
XKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mmKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mm
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
RtminHệ số hiệu chỉnhHệ số hiệu chỉnh
tbước vòng cách tính bằng mmbước vòng cách tính bằng mm
KtChiều dài chịu tải tính bằng mmChiều dài chịu tải tính bằng mm

Ví dụ 2: Tải trọng tương đương P trên mỗi con lăn

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Dẫn hướng tuyến tính Type R 6
  • Vòng cách con lăn Type AC 6 với 20 con lăn (= RA)
  • F = 6'500 N
  • C = 530 N (theo chương 5.1 thông số kỹ thuật của vòng cách AC 6)
Sơ đồ ví dụ 2 – cấu hình dẫn hướng kép

Sơ đồ ví dụ 2 – cấu hình dẫn hướng kép

RT = RA / 2 = 20 / 2 = 10 con lăn
Tính toán P trên mỗi con lăn

Phương trình tải trọng và kết quả

P = F / 2 · 1 / RT = 6'500 / 2 · 1 / 10 = 325 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Định nghĩa ký hiệu

wKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mmKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mm
tbước vòng cách tính bằng mmbước vòng cách tính bằng mm
PTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lănTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
RtSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cáchSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cách

Ví dụ 3: Tải trọng tương đương P trên mỗi viên bi

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Kết cấu bàn trượt cứng vững
  • Dẫn hướng tuyến tính Type R 6
  • Vòng cách Type AK 6 với 12 viên bi (= RA); t = 9 mm (theo chương 5.1, dữ liệu kỹ thuật cho vòng cách AK 6)
  • F = 240 N
  • X = 75 mm (khoảng cách từ F đến lực đối kháng)
  • C = 65 N (theo chương 5.1, dữ liệu kỹ thuật cho vòng cách AK 6)
Sơ đồ ví dụ 3 nhìn từ mặt bên vòng cách bi

Sơ đồ ví dụ 3 nhìn từ mặt bên vòng cách bi

Sơ đồ ví dụ 3 cấu hình dẫn hướng kép nhìn từ trên xuống

Sơ đồ ví dụ 3 cấu hình dẫn hướng kép nhìn từ trên xuống

RA = RT = 12 viên bi
Rtmin = 3 = Rt / 4 (theo biểu đồ trên trang 101)
Kt = (RA – 1) · t
Tính toán P trên mỗi viên bi

Phương trình tải trọng và kết quả

P = F / Kt · X / 2 · 1 / Rtmin = 240 / 99 · 75 / 2 · 1 / 3 = 30 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Định nghĩa ký hiệu

tbước vòng cách tính bằng mmbước vòng cách tính bằng mm
PTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi viên biTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi viên bi
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
RtminHệ số hiệu chỉnhHệ số hiệu chỉnh
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
RtSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cáchSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cách
KtChiều dài chịu tải tính bằng mmChiều dài chịu tải tính bằng mm

Ví dụ 4: Tải trọng tương đương P trên mỗi con lăn và kích thước phù hợp cho dẫn hướng RNG

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Dẫn hướng tuyến tính Type RNG
  • Vòng cách con lăn Type KBN với 10 con lăn (RA)
  • F = 15'000 N
  • X = 50 mm
  • Q = 100 mm
Sơ đồ ví dụ 4 cấu hình dẫn hướng RNG

Sơ đồ ví dụ 4 cấu hình dẫn hướng RNG

RT = RA / 2 = 10 / 2 = 5 con lăn
Tính toán P trên mỗi con lăn

Phương trình tải trọng và kết quả

P1 = (F · X) / Q · 1 / RT = (15'000 · 50) / 100 · 1 / 5 = 1'500 N
P2 = F / RA = 15'000 / 10 = 1'500 N
P = P1 + P2 = 1'500 + 1'500 = 3'000 N
Xác định kích thước dẫn hướng phù hợp:

Tiêu chí chọn kích thước

Theo thông số kỹ thuật sản phẩm cho vòng cách KBN (chương 5.2 hoặc 5.3) nếu chọn C = 3'900 N.

Kích thước con lăn 9 là phù hợp. Do đó chọn vòng cách KBN 9 và dẫn hướng tuyến tính RNG 9, với điều kiện tuổi thọ đã được đáp ứng.

Định nghĩa ký hiệu

P (P1, P2)Tải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lănTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
XKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mmKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mm
QKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mmKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mm
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
RtSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cáchSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cách

Kích thước và tải trọng danh định của vòng cách KBN

Loại Kích thước Dw (mm) t (mm) w (mm) C trên mỗi con lăn (N)
KBN44.56.5khoảng 4850
66.58.5khoảng 51'800
9912khoảng 7.53'900
121215khoảng 96'500

Ví dụ 5: Tải trọng tương đương P trên mỗi con lăn kim

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Dẫn hướng tuyến tính Type N/O 2025
  • Vòng cách SHW 15, chiều dài vòng cách K = 194 mm (w = 2.9 mm theo thông số kỹ thuật của vòng cách SHW 15)
  • t = 4 mm
  • F = 5'000 N
  • X = 280 mm
  • Q = 75 mm
  • C = 750 N (theo thông số kỹ thuật cho vòng cách AC 15)
Sơ đồ ví dụ 5 cấu hình dẫn hướng con lăn kim N/O 2025

Sơ đồ ví dụ 5 cấu hình dẫn hướng con lăn kim N/O 2025

RA = ((K – 2w) / t + 1) · 2 = ((194 – 5.8) / 4 + 1) · 2 = 96 con lăn kim
Rt = RA / 2 = 48 con lăn kim
Tính toán P trên mỗi con lăn kim

Phương trình tải trọng và kết quả

P = (F · X) / Q · 1 / Rt = (5'000 · 280) / 75 · 1 / 48 = 389 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Định nghĩa ký hiệu

wKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mmKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mm
tbước vòng cách tính bằng mmbước vòng cách tính bằng mm
PTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn kimTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn kim
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
XKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mmKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mm
QKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mmKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mm
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
RtSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cáchSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cách
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
KChiều dài vòng cách tính bằng mmChiều dài vòng cách tính bằng mm

Ví dụ 6: Tải trọng tương đương P trên mỗi con lăn

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Kết cấu cứng vững
  • Dẫn hướng tuyến tính Type R 12
  • Vòng cách Type AC 12, chiều dài K = 400 mm
  • F = 2'000 N
  • X = 500 mm
  • X1 = 200 mm
  • Q = 100 mm
  • C = 2'500 N (xem chương 5.1, thông số kỹ thuật cho vòng cách AC 12)
Sơ đồ ví dụ 6 cấu hình R 12 với vòng cách AC 12

Sơ đồ ví dụ 6 cấu hình R 12 với vòng cách AC 12

Đối với vòng cách con lăn AC 12, áp dụng như sau:

Thông số đặc trưng của vòng cách

Kt = K – 2w = 400 – 22 = 378 mm
RA = Kt / t + 1 = 378 / 18 + 1 = 22 con lăn
Rt = RA / 2 = 22 / 2 = 11 con lăn
X > Kt = Rt / 4 (theo biểu đồ trên trang 101)
RTQ = Rt
RTL = Rt / 4 = 11 / 4 = 2.75 con lăn (làm tròn xuống 2)
Tính toán P trên mỗi con lăn

Bước tính toán

Tải trọng ngang

Thành phần tải trọng theo hướng

PQ = (F · X1) / Q · (1 / RTQ) = (2'000 · 200) / 100 · (1 / 11) = 364 N

Tải trọng dọc

Thành phần tải trọng theo hướng

PL = (F · X) / (Kt · 2) · (1 / RTL) = (2'000 · 500) / (378 · 2) · (1 / 2) = 662 N
P = PQ + PL = 364 + 662 = 1'026 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Định nghĩa ký hiệu

wKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mmKhoảng cách từ đầu vòng cách đến tâm của con lăn đầu tiên tính bằng mm
tbước vòng cách tính bằng mmbước vòng cách tính bằng mm
PTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lănTải trọng tương đương tính bằng N trên mỗi con lăn
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
XKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mmKhoảng cách cánh tay đòn trên trục x tính bằng mm
X1Khoảng cách cánh tay đòn 1 trên trục x tính bằng mmKhoảng cách cánh tay đòn 1 trên trục x tính bằng mm
QKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mmKhoảng cách dẫn hướng tuyến tính trung bình tính bằng mm
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi con lăn tính bằng N
RtSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cáchSố lượng con lăn chịu tải trên mỗi vòng cách
RATổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cáchTổng số con lăn có sẵn trên mỗi vòng cách
KChiều dài vòng cách tính bằng mmChiều dài vòng cách tính bằng mm
KtChiều dài chịu tải tính bằng mmChiều dài chịu tải tính bằng mm
...LTheo chiều dọcTheo chiều dọc
...QTheo chiều ngangTheo chiều ngang

Ví dụ 7: Tải trọng tương đương P cho bộ tuần hoàn

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Bộ tuần hoàn Type SR 6-100
  • Dẫn hướng tuyến tính Type R 6
  • Rt = 2 bộ tuần hoàn
  • F = 6'000 N
  • C = 2'150 N (xem chương 6.3, thông số kỹ thuật cho bộ tuần hoàn)
Sơ đồ ví dụ 7 cấu hình bộ tuần hoàn SR 6-100

Sơ đồ ví dụ 7 cấu hình bộ tuần hoàn SR 6-100

Tính toán P

Bước tính toán

P = F / 2 · 1 / Rt = 6'000 / 2 · 1 / 2 = 1'500 N

P nhỏ hơn C. Thiết kế theo cách này là chính xác.

Xác minh thiết kế đạt.

Định nghĩa ký hiệu

PTải trọng tương đương tính bằng NTải trọng tương đương tính bằng N
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép tính bằng N
RtSố lượng bộ tuần hoàn chịu tảiSố lượng bộ tuần hoàn chịu tải

Ví dụ 8: Tải trọng mô-men M theo chiều dọc và chiều ngang

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Bộ tuần hoàn Type SR 6-150
  • Dẫn hướng tuyến tính Type RD 6
  • ML = 112 Nm (theo chương 6.3, thông số kỹ thuật cho bộ tuần hoàn)
  • X = 45 mm (khoảng cách từ F đến lực đối kháng)
  • F = 2'000 N
Sơ đồ ví dụ 8 cấu hình tải trọng mô-men

Sơ đồ ví dụ 8 cấu hình tải trọng mô-men

Tính toán M

Bước tính toán

M = F · X = 2000 · 0.045 = 90 Nm

Tải trọng mô-men M thấp hơn tải trọng cho phép ML. Do đó thiết kế là chính xác.

Định nghĩa ký hiệu

MTải trọng mô-men tính bằng Nm theo chiều dọc và chiều ngangTải trọng mô-men tính bằng Nm theo chiều dọc và chiều ngang
MLTải trọng mô-men cho phép tính bằng Nm theo chiều dọc và chiều ngangTải trọng mô-men cho phép tính bằng Nm theo chiều dọc và chiều ngang
Xkhoảng cách tính bằng mmkhoảng cách tính bằng mm
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N

Ví dụ 9: Tải trọng tương đương PL và PQ

Xác minh tải trọng và thiết kế

Giả định:

Thông số đầu vào

  • Bộ tuần hoàn trên Type NRT 26 111 (C = 98'000 N)
  • Bộ tuần hoàn dưới Type NRT 19 077 (C = 43'000 N)
  • Bộ tuần hoàn bên Type NRT 19 077 (C = 43'000 N)
  • K = 700 mm
  • K1 = 450 mm
  • Rtmin = 0.5 (theo bảng trên trang 101)
  • F = 83'000 N
  • X = 500 mm
  • Y = 100 mm
Sơ đồ ví dụ 9 cấu hình bộ tuần hoàn NRT

Sơ đồ ví dụ 9 cấu hình bộ tuần hoàn NRT

Tính toán PL và PQ

Tải trọng dọc

Thành phần tải trọng theo hướng

PL = (F · X) / (K · 2) · 1 / RTmin = (83'000 · 500) / (700 · 2) · 1 / 0.5 = 59'286 N

Tải trọng ngang

Thành phần tải trọng theo hướng

PQ = (F · Y) / (K1 · 2) · 1 / Rtmin = (83'000 · 100) / 450 · 1 / 0.5 = 36'889 N

Định nghĩa ký hiệu

Ký hiệu Mô tả (đơn vị) Chi tiết
PTải trọng tương đương tính bằng NTải trọng tương đương tính bằng N
PLTải trọng tương đương theo chiều dọc tính bằng NTải trọng tương đương theo chiều dọc tính bằng N
PQTải trọng tương đương theo chiều ngang tính bằng NTải trọng tương đương theo chiều ngang tính bằng N
Ftải trọng tính bằng Ntải trọng tính bằng N
Xkhoảng cách tính bằng mmkhoảng cách tính bằng mm
Ykhoảng cách tính bằng mmkhoảng cách tính bằng mm
CKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi bộ tuần hoàn tính bằng NKhả năng chịu tải tối đa cho phép trên mỗi bộ tuần hoàn tính bằng N
RtminHệ số hiệu chỉnhHệ số hiệu chỉnh
KKhoảng cách giữa các bộ tuần hoàn tính bằng mmKhoảng cách giữa các bộ tuần hoàn tính bằng mm
K1Khoảng cách giữa các bộ tuần hoàn tính bằng mmKhoảng cách giữa các bộ tuần hoàn tính bằng mm
ESC