Lineární ložiska s valivými prvky, jako jsou kruhové hřídele a pouzdra, profilovaná kolejnicová vedení, zkřížené válečkové kluzáky a dokonce i kuličkové šrouby, mají dvě specifikace únosnosti – dynamickou únosnost a statickou únosnost – které vycházejí z různých provozních parametrů a výkonnostních kritérií a jsou na sobě nezávislé. Pro přesné dimenzování a výběr lineárního ložiska s valivými prvky nebo kuličkového šroubu je nezbytné porozumět rozdílům mezi nimi a tomu, kdy se které z nich používá.
Obrázek: Schaeffler Group Inc.
Image credit: The Barden Corporation
Dynamická únosnost, C, je založena na empirickém testování, při kterém zatížení, které je konstantní velikosti a normály k nosným plochám, umožňuje ložisku dosáhnout definované dráhy pohybu (lineární vedení) nebo počtu otáček (kuličkový šroub) bez únavy. Únava je definována jako přítomnost odlupování na povrchu valivých těles nebo oběžných drah.
Dynamická únosnost se používá ke stanovení jmenovité životnosti valivého ložiska. Tato životnost se běžně označuje jako životnost L10, protože je to životnost, kterou by mělo dosáhnout 90 % skupiny identických ložisek za stanovených podmínek zatížení a otáček.
Pro lineární ložiska, která používají kuličky:
Pro lineární ložiska, která používají válečky:
L10 = vypočtená (jmenovitá) životnost ložiska
C = základní dynamická únosnost
F = působící zatížení
Dynamická únosnost a výpočet životnosti L10 jsou definovány normou ISO 14728-1 pro lineární ložiska a normou ISO 3408-5 pro kuličkové šrouby. Norma pro kuličkové šrouby stanoví, že dynamická únosnost je založena na životnosti L10 1 milion otáček. Norma pro lineární ložiska však umožňuje stanovit dynamickou únosnost pro životnost L10 buď 50 000 m, nebo 100 000 m.
Základ životnosti L10 pro lineární ložiska je důležité si uvědomit – zejména při porovnávání lineárních vedení od různých výrobců, nebo dokonce různých řad od stejného výrobce. Pokud se porovnává lineární vedení, jehož dynamická únosnost vychází ze 100 000 m, s lineárním vedením, jehož dynamická únosnost vychází z 50 000 m, měl by se použít jeden z následujících přepočtů: Vydělte nosnost 50 000 m číslem 1,26 NEBO vynásobte nosnost 100 000 m číslem 1,26. (V tomto článku je vysvětleno, jak se odvozuje přepočítací koeficient 1,26.)
Mějte na paměti, že jmenovitá životnost L10 je teoretická životnost založená na čistém prostředí, správném mazání a správné montáži. Skutečná provozní životnost ložiska může být negativně ovlivněna znečištěním, nedostatečným mazáním, nesprávnou montáží a dalšími faktory.
Statická únosnost, C0, je velikost zatížení, které ložisko vydrží, než se součet deformace kuliček a oběžných drah rovná 0,01 % (0,0001násobku) průměru kuliček, jak je definováno v normě ISO 14728-2. Statická únosnost je téměř vždy vyšší než dynamická únosnost, protože jejím omezením je plastická deformace materiálu kuliček a oběžných drah, ke které dochází při zatížení ložiska ve statickém (nepohyblivém) nebo pomalu se pohybujícím stavu.
Obrázek: Bosch Rexroth Corp.
Statické zatížení je často důsledkem nárazů do ložiska, které jsou neplánované a obtížně kvantifikovatelné. Výrobci lineárních ložisek a kuličkových šroubů proto doporučují použít statický bezpečnostní faktor v závislosti na typu aplikace a provozních podmínkách. Statický bezpečnostní faktor je poměr mezi základní statickou únosností a maximálním kombinovaným statickým zatížením působícím na ložisko. Může se pohybovat v rozmezí od 2 pro hladké provozní podmínky s nízkým rizikem vibrací až po 5 nebo 6 pro aplikace, které mohou být vystaveny silnému rázovému zatížení.
S0 = součinitel statické bezpečnosti
C0 = statická únosnost
F0max = maximální kombinované statické zatížení
Obrázek funkce: Bosch Rexroth Corp.
.