直線導(dǎo)軌通過(guò)對(duì)滑塊內(nèi)的滾動(dòng)體施加預(yù)載,實(shí)現(xiàn)高剛性、降低振動(dòng)和噪音。但預(yù)載并非越大越好,或越小越好。那么,該如何選擇滑塊適合的預(yù)載,才能發(fā)揮直線導(dǎo)軌的更好性能呢?
1.什么是預(yù)載?
滾道由導(dǎo)軌滾動(dòng)面和滑塊滾動(dòng)面共同組成,滾動(dòng)體在滾道的空間約束下循環(huán)回轉(zhuǎn)。滾道的直徑若大于滾動(dòng)體直徑,為正間隙。滾道的直徑若小于滾動(dòng)體直徑,為負(fù)間隙。間隙越小,預(yù)緊力越大。
2.預(yù)緊力有什么作用?
理論計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,滾動(dòng)體在承載后的變形量與負(fù)載的關(guān)系,兩者呈正相關(guān)但并非線性。如下圖所示,若滾動(dòng)體受到不斷增大的徑向載荷F,其變形量δ(a-b)起初變化快,而后趨于平緩。F/δ(a-b)的值稱(chēng)為剛性,是衡量承載性能的重要指標(biāo)。
如果對(duì)已受預(yù)緊力Fpr的滑塊施加徑向載荷F,變形量δ(a-b)的值避開(kāi)了期初變化率較快的階段,使F/δ(a-b)的值較未施加預(yù)緊的滑塊更大,故而提升了剛性。
預(yù)緊除了提升剛性外,對(duì)保證持久壽命也必不可少。滾動(dòng)體在有預(yù)緊時(shí),在滾道內(nèi)直線運(yùn)行,為純滾動(dòng)摩擦,發(fā)熱量小。預(yù)緊不足時(shí),滾動(dòng)體在滾道內(nèi)呈不規(guī)則運(yùn)行,夾雜滑動(dòng)摩擦,產(chǎn)生異常發(fā)熱和磨損。下圖中,鋼球表面明顯的帶狀磨痕和繞多軸轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡,便是由預(yù)緊力不足造成的失效模式。
3.INA直線導(dǎo)軌有哪些預(yù)緊等級(jí)?
預(yù)載力數(shù)值通過(guò)基本額定動(dòng)載荷C表達(dá):RUE滾柱直線導(dǎo)軌提供V1~V5共5種預(yù)緊等級(jí),V3為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)載。
KUVE滾珠直線導(dǎo)軌提供V0~V2共3種預(yù)載等級(jí),V1為標(biāo)準(zhǔn)預(yù)載。
基本額定動(dòng)載荷C可在【INA直線導(dǎo)引手冊(cè)】各型號(hào)的尺寸表中查得,如下圖示例:
4.如何選擇合適的預(yù)載?
預(yù)載的選擇取決的滑塊受到的負(fù)載大小,其計(jì)算方法已在《選型篇》中列出。若單個(gè)滑塊受到的負(fù)載(實(shí)為組合負(fù)載)大于2.8倍的預(yù)緊力Fpr,位于非承載側(cè)的滾動(dòng)體會(huì)失去預(yù)載,產(chǎn)生異常的磨損。此時(shí),需要提高預(yù)載等級(jí)。
若預(yù)緊力過(guò)大,則會(huì)加大承載側(cè)滾動(dòng)體的負(fù)載,降低使用壽命??紤]預(yù)緊力的組合負(fù)載可精確計(jì)算,但公式較為繁瑣,一般也可用以下方式近似計(jì)算:考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載 = 不考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載 + 預(yù)緊力將考慮預(yù)緊力的組合負(fù)載帶入壽命計(jì)算公式中,計(jì)算出額定壽命L10。若L10不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求,則需降低負(fù)載等級(jí)。
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