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1、滚动导轨副选型指导第1页，本讲稿共22页选择系列产品使用条件设定润滑选择计算寿命确认刚性选择预紧假定滑块长短及数目计算滑块最大负荷假定尺寸（型号）结束决定精度等级第2页，本讲稿共22页 1 1、滚动直线导轨副负载的计算、滚动直线导轨副负载的计算、滚动直线导轨副负载的计算、滚动直线导轨副负载的计算 滚动直线导轨副的每个滑块所受的负载受以下各种因素影响：导轨副的配置形式（水平，竖直等），工作台的重心和受力点的位置，切削阻力的作用，运动时的加速度等。下表为几种情况下作用于滚动直线导轨副的各个滑块上负载的计算。用户可以根据所选导轨副的配置形式计算滚动直线导轨副的每个滑块所承受的载荷，然后根据后面提供的
2、寿命计算方法来计算导轨副的寿命。第3页，本讲稿共22页第4页，本讲稿共22页第5页，本讲稿共22页第6页，本讲稿共22页第7页，本讲稿共22页第8页，本讲稿共22页对于全行程中变化的载荷，应算出计算载荷：1）载荷分段变动的计算载荷：Pn-对应行程Ln 内的载荷 （kN）Ln-分段行程 （kM）L-全行程，等于 Ln （kM）2）载荷呈线性变化的计算载荷：Pc=(Pmin+2Pmax)/33）载荷呈全波正弦曲线变化的计算载荷：Pc=0.65Pmax第9页，本讲稿共22页4）载荷呈半波正弦曲线变化的计算载荷：Pc=0.75Pmax5）同时承受垂直载荷Pv和水平载荷PH时的计算载荷：6）同时承受扭矩
3、时的计算载荷：Po-外载荷；Co-额定静载荷；M-外载扭矩；Mt-额定扭矩第10页，本讲稿共22页第11页，本讲稿共22页 2 2 2 2、摩檫力的计算摩檫力的计算摩檫力的计算摩檫力的计算 摩擦阻力受导轨副的结构形式、润滑剂的粘度、所受的载荷以及运动速度的影响而变化，预紧后，摩擦阻力将会有所增大。摩擦力F可按下式计算：F=p+f LGLG、LMLM系列：系列：=0.0050.006 LGSLGS系列：系列：=0.0030.004 LGR LGR系列：系列：=0.0020.003 P-法向载荷（N）f-密封件阻力（N）参考表1第12页，本讲稿共22页 3 3 3 3、寿命、寿命、寿命、寿命L L
4、 L L 在相同的工作条件下，使一批相同构造和尺寸的导轨组件分别运行，在其中90%的导轨组件尚未出现疲劳现象之前，滑块相对于导轨运动距离的总和或一定运动速度下的工作小时数。在实际的导轨系统中，为了充分发挥滚动直线导轨副的性能，与钢球接触的滚道表面的硬度应在HRC5864之间。若滚道表面硬度较低，则额定动载荷减少，导轨的额定寿命将会降低。因此，导轨的额定动载荷、额定静载荷应乘以硬度系数fH。左下图所示为对应不同的滚道面硬度时的硬度系数fH。第13页，本讲稿共22页 导轨系统的温度超过100时，与在常温使用场合相比，额定动载荷降低，额定寿命缩短，因此导轨的额定动载荷、额定静载荷应乘以温度系数fT。
5、右下图所示为对应不同温度时的温度系数fT。第14页，本讲稿共22页 在计算额定寿命时，还应考虑外部作用载荷及使用场合的影响，物体的重量、运动速度所引起惯性力的变化，为此引入载荷系数fW。不同使用条件下fW取值，见左下表。滚动直线导轨在大部分工作场合是由2个或2个以上的滑块组合使用，因此必须考虑其负荷分布的均匀性对寿命的影响，在计算时引入接触系数fC。接触系数与同一根导轨轴上滑块数的关系见右下表。第15页，本讲稿共22页使用条件fW无外来冲击载荷、振动(15m/min)1.01.5无显著冲击载荷、振动(60m/min)1.52.0有外来冲击载荷、振动 (60m/min)2.03.5同一根导轨轴上
6、安装的滑块接触系数 fC1 1.02 0.813 0.724 0.665 0.61载荷系数fW接触系数fC第16页，本讲稿共22页 因此，考虑导轨面硬度、温度、接触状况以及使用条件时，导轨副的额定寿命按以下公式计算：使用滚珠导轨副的场合：使用滚柱导轨副的场合：使用寿命（时间）计算：式中：Pc为实际载荷 L为额定寿命(km)Ls为行程(m)n为每分钟往复次数(opm)第17页，本讲稿共22页4 4 4 4、寿命计算举例、寿命计算举例、寿命计算举例、寿命计算举例）某线切割机床工作台，已知使用HTSD-LG30AA型导轨副，且一根导轨上用两个滑块，每个滑块所受载荷为PC=200kgf，行程Ls=1m
7、，每分钟往复n=10，每天开机8小时，每年按300个工作日计算，则每年工作时间为8300=2400小时。fH=1,fT=1,fc=0.81,fw=1.5所以：L=时间寿命：In=第18页，本讲稿共22页2）某水平安装的HTSD-LG型滚动直线导轨副支承系统，一根导轨上用两个滑块，给定参数为：工作台自重W=2kN，承受载荷P=16kN（作用于滑块中心），有效行程Lm=0.8米，每分钟往复次数n=8次，运行条件为，无明显冲击和振动，目标寿命为11年，试选择该滚动直线导轨副的规格。（以每天开机8小时，每年300个工作日计。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目标寿命为：L=113008
8、600.88210-3=20275.2(km)第19页，本讲稿共22页四个滑块的载荷为:P1=P2=P3=P4=(16+2)/4=4.5kN可以计算出：用户可选用HTSD-LG45AA P1 21620 D 滚动直线导轨副。其额定动载荷值为：7450kgf，额定静载荷值为：10500kgf。第20页，本讲稿共22页3）某数控专机，水平轴要求安装LGR型滚动直线导轨副，给定参数为：两根导轨配对使用，每根导轨上用两个滑块，工作台自重W=3KN，承受载荷P=20KN（作用于滑块中心），有效行程Lm=1米，每分钟往复次数为n=10次，运行条件为无明显冲击和振动，目标寿命为15年，试选择该滚动直线导轨副的规格。（以每天开机8小时，每年按300个工作日计。）fH=1，fT=1，fC=0.81，fW=1.5目标寿命为：L=15300860110210-3=43200km四个滑块的载荷为：P1=P2=P3=P4=（20+3）/4=5.75KN第21页，本讲稿共22页 可以算出：C50=1.23C=8252kgf 用户可以选用HTSD-LGR45EA P2 2 1830 D II(J)滚动直线导轨副。其额定动载荷值为：9200kgf，额定静载荷值为：18500kgf。第22页，本讲稿共22页