17.1 Nguyên tắc
Khả năng tải dựa trên các nguyên tắc của DIN 636.
Theo tiêu chuẩn DIN, trong hầu hết các ứng dụng, có thể cho phép biến dạng tổng vĩnh viễn bằng 0.0001 lần đường kính phần tử lăn mà không ảnh hưởng xấu đến hành vi vận hành của ổ trục. Do đó, tải trọng tĩnh danh định C0 được đặt đủ cao để khi tải trọng tĩnh tương đương bằng tải trọng tĩnh danh định thì biến dạng nêu trên xấp xỉ xảy ra. Khuyến nghị sử dụng tải trọng động danh định C làm hướng dẫn để biến dạng tổng nêu trên không xảy ra.
Tải trọng động danh định C là tải trọng đạt được ở tuổi thọ sử dụng danh định L là 100 km quãng đường di chuyển. Khi tính toán tuổi thọ sử dụng, điều quan trọng cần lưu ý là không chỉ phải xem xét tải trọng tác dụng thẳng đứng lên thanh dẫn hướng, mà còn phải xem xét phổ tải trọng của tất cả các lực và mô-men tác dụng.
Tuổi thọ sử dụng tương ứng với tổng quãng đường di chuyển (tính bằng mét) mà thanh dẫn hướng có thể đạt được trước khi xảy ra mỏi vật liệu rõ ràng trên bất kỳ phần tử dẫn hướng lăn nào. Tuổi thọ sử dụng danh định đạt được khi 90% các thanh dẫn hướng có cùng kết cấu đạt hoặc vượt quãng đường di chuyển tương ứng trong điều kiện vận hành bình thường.
Yếu tố then chốt để xác định kích thước thanh dẫn hướng là tải trọng xuất hiện tỷ lệ với tải trọng động danh định C.
Tải trọng động danh định C trong danh mục tương ứng với (≙) định nghĩa của C100.
Định nghĩa Tuổi thọ sử dụng
Như đã đề cập ở trên, tải trọng động danh định C100 dựa trên tuổi thọ sử dụng 100 km. Các nhà sản xuất khác thường chỉ định khả năng tải C50 cho tuổi thọ sử dụng 50 km. Điều này cho ra khả năng tải cao hơn 20% so với tiêu chuẩn DIN ISO.
Ví dụ chuyển đổi cho ổ bi
Chuyển đổi khả năng tải C50 sang C100 theo tiêu chuẩn DIN ISO:
C100 = 0.79 · C50
Chuyển đổi khả năng tải C100 sang C50:
C50 = 1.26 · C100
C50 = Tải trọng động danh định C cho quãng đường 50 km (đơn vị: N)
C100 = Tải trọng động danh định C cho quãng đường 100 km (đơn vị: N), được định nghĩa theo tiêu chuẩn DIN ISO
17. Khả năng tải và Tuổi thọ sử dụng
17.2 Tính toán Tuổi thọ sử dụng L theo tiêu chuẩn DIN ISO
17.2.1 Công thức tính tuổi thọ sử dụng danh định của thanh dẫn hướng bi (tính bằng mét) như sau:
L = a · (Ceff / P)3 · 105 m
a = Hệ số xác suất sự kiện
Ceff = Khả năng tải hiệu quả N
P = Tải trọng động tương đương N
L = Tuổi thọ sử dụng danh định m
Hệ số xác suất sự kiện a
Khả năng tải của ổ trục tiếp xúc lăn tuân theo tiêu chuẩn DIN ISO. Đây là giá trị trong tính toán tuổi thọ sử dụng với xác suất 90% được vượt qua trong quá trình sử dụng vận hành của thanh dẫn hướng.
Nếu hệ số xác suất tuổi thọ sử dụng lý thuyết nêu trên là 90% không đủ, giá trị tuổi thọ sử dụng phải được điều chỉnh bằng hệ số a.
| Xác suất sự kiện (%) | 90 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Hệ số a | 1 | 0.62 | 0.53 | 0.44 | 0.33 | 0.21 |
17.2.2 Công thức tính tuổi thọ sử dụng danh định tính bằng giờ như sau:
Lh = L / (60 · vm) = L / (2 · s · n · 60)
L = Tuổi thọ sử dụng danh định m
Lh = Tuổi thọ sử dụng danh định h
s = Chiều dài hành trình m
n = Tần số hành trình min-1
vm = Tốc độ di chuyển trung bình m/min
17.2.3 Khả năng tải hiệu quả Ceff
Các ảnh hưởng kết cấu và bên ngoài có thể làm giảm tải trọng động danh định C của sản phẩm MINI-X, do đó phải tính toán Ceff.
Ceff = fK · C
Ceff = Khả năng tải hiệu quả N
fK = Hệ số tiếp xúc
C = Khả năng tải động tối đa cho phép N
Hệ số tiếp xúc fk
Nếu nhiều bàn trượt được lắp đặt lưng kề lưng với khoảng cách tối thiểu (Lb < L), việc phân phối trọng lượng đồng đều sẽ khó đạt được do dung sai sản xuất của các phần tử dẫn hướng và bề mặt lắp đặt. Có thể sử dụng hệ số tiếp xúc fk để tính đến tình huống lắp đặt này:
| Số lượng bàn trượt | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
|---|---|---|---|---|---|
| Hệ số tiếp xúc fk | 1 | 0.81 | 0.72 | 0.66 | 0.62 |
L = Chiều dài bàn trượt (bàn trượt dài hơn) mm
Lb = Khoảng cách bàn trượt mm
17.2.4 Tải trọng động tương đương P
Tải trọng (F) tác dụng lên hệ thống dẫn hướng tuyến tính thường xuyên dao động trong quá trình vận hành. Cần xem xét tình huống này khi tính toán tuổi thọ sử dụng. Sự hấp thụ tải trọng thay đổi của thanh dẫn hướng trong các điều kiện vận hành khác nhau trong suốt quãng đường di chuyển được mô tả là tải trọng động tương đương P.
P = ³√[(F₁³ · L₁ + F₂³ · L₂ + ... + Fₙ³ · Lₙ) / L]
Tải trọng hình sin
P = 0.7 Fmax
P = Tải trọng tương đương N
F₁ ... Fₙ = Tải trọng riêng lẻ trong các quãng đường di chuyển từng phần L₁ ... Lₙ N
Fmax = Tải trọng tối đa N
L = L₁ + ... + Lₙ = Tổng hành trình trong một chu kỳ tải mm
L₁ ... Lₙ = Quãng đường di chuyển từng phần của tải trọng riêng lẻ trong chu kỳ tải mm