1.7.1 术语定义

成型轨导轨的使用寿命以可行驶的距离为特征,即在规定负载下, 在初始疲劳迹象出现之前可以行驶的距离。 使用寿命计算是选择合适导轨尺寸的重要依据。

根据 DIN ISO 14728-1 标准,可以使用以下公式计算标称使用寿命:

使用寿命公式

Nominal service life formula according to DIN ISO 14728-1

根据 DIN ISO 14728-1 标准的标称使用寿命公式

Lnom = (C / P)q × 100 km

Lnom = 标称使用寿命(km)

C = 额定动载荷(N)

P = 等效力(N)

q = 使用寿命计算指数

滚子导轨 (MR)

q = 10/3 ≈ 3.33

线接触,承载能力较高

钢球导轨 (BM)

q = 3

点接触,适合高速运动

标称使用寿命 Lnom

标称使用寿命 Lnom 是指计算得出的行驶距离,在相同条件下运行的一组导轨中, 90% 的导轨可以达到或超过此距离。这是一个统计概念,表示在理想条件下的预期寿命。

除非有其他特殊要求,所有 SCHNEEBERGER 的设计均以 Lnom 使用寿命为准。 这意味著在相同条件下,有 10% 的导轨可能会提前达到疲劳极限。

滚子与钢球导轨的使用寿命比较

由于使用寿命指数 q 的差异,滚子导轨和钢球导轨在相同 C/P 比值下具有不同的标称使用寿命。 下图显示了两种导轨类型的使用寿命曲线:

使用寿命曲线比较

Nominal service life Lnom of roller and ball guideways as a function of the C/P ratio (without preload influence)

滚子导轨与钢球导轨的标称使用寿命 Lnom 与 C/P 比值的关系图(不含预紧的影响)

图例说明:

1 滚子导轨 MR(红色曲线)
2 钢球导轨 BM(黄色曲线)

纵轴:Lnom [km] - 标称使用寿命(公里)

横轴:C/P - 额定动载荷与等效力的比值

曲线解读

从图中可以看出,在相同的 C/P 比值下,滚子导轨(曲线 1)的标称使用寿命明显高于钢球导轨(曲线 2)。 这是由于滚子导轨采用线接触,具有更高的承载能力和更低的接触应力。 当 C/P = 10 时,滚子导轨的使用寿命可达约 220,000 km,而钢球导轨约为 100,000 km。

实际使用寿命

实际使用寿命是指实际达到的寿命,可能与理论标称使用寿命有很大差异。 实际使用寿命受多种因素影响:

  • 运行条件(速度、加速度、振动)
  • 润滑状态(润滑剂类型、润滑频率)
  • 环境因素(温度、湿度、污染物)
  • 安装精度和连接结构刚度
  • 负载变化和冲击负载

1.7.2 适用标准

使用寿命计算以及直线导轨的静态和额定动载荷在以下国际标准中有详细说明:

DIN ISO 14728-1

线性滚动轴承 - 第 1 部分

额定动载荷和额定使用寿命

DIN ISO 14728-2

线性滚动轴承 - 第 2 部分

额定静载荷

重要提示

计算的标称使用寿命是统计平均值。实际使用寿命可能因运行条件、 润滑状态、环境因素等而有所不同。建议在设计时使用适当的安全系数。 详细计算方法请参阅第 4.10 节 - 计算与选型。

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