A gördülőelemes lineáris csapágyak, például a kerek tengelyek és perselyek, a profilozott sínvezetők, a keresztezett görgős csúszók és még a golyóscsavarok is két terhelhetőségi specifikációval rendelkeznek – dinamikus terhelhetőség és statikus terhelhetőség -, amelyek különböző működési paramétereken és teljesítménykritériumokon alapulnak, és egymástól függetlenek. A gördülőelemes lineáris csapágyak vagy golyóscsigák pontos méretezéséhez és kiválasztásához elengedhetetlen, hogy megértsük a köztük lévő különbségeket és azt, hogy mikor használják őket.
Képhitel: Schaeffler Group Inc.
Képhitel: The Barden Corporation
A dinamikus terhelhetőség, C, empirikus vizsgálatokon alapul, amelyek során egy állandó nagyságú és a teherviselő felületekre merőleges terhelés lehetővé teszi, hogy a csapágy fáradás nélkül elérjen egy meghatározott úthosszat (lineáris vezető) vagy fordulatszámot (golyóscsavar). A fáradás a gördülőelemek vagy a futópályák felületén megjelenő hámlás.
A dinamikus terhelhetőséget a gördülőelemes csapágy névleges élettartamának meghatározására használják. Ezt az élettartamot általában L10 élettartamnak nevezik, mivel ez az az élettartam, amelyet az azonos csapágyak egy csoportjának 90 százaléka várhatóan elér meghatározott terhelési és sebességi feltételek mellett.
Golyókat használó lineáris csapágyak esetében:
Görgőket használó lineáris csapágyak esetében:
L10 = a csapágy számított (névleges) élettartama
C = dinamikus alapterhelhetőség
F = alkalmazott terhelés
A dinamikus terhelhetőséget és az L10 élettartam számítását a lineáris csapágyakra az ISO 14728-1 szabvány, a golyóscsavarokra az ISO 3408-5 szabvány határozza meg. A golyóscsavar-szabvány előírja, hogy a dinamikus terhelhetőség 1 millió fordulat L10 élettartamán alapul. A lineáris csapágy szabvány azonban lehetővé teszi, hogy a dinamikus terhelhetőséget 50 000 m vagy 100 000 m L10 élettartamra adják meg.
A lineáris csapágyak L10 élettartamának alapját fontos megjegyezni – különösen a különböző gyártók lineáris vezetőinek, vagy akár ugyanazon gyártó különböző sorozatainak összehasonlításakor. Ha egy olyan lineáris vezetőt, amelynek dinamikus terhelhetősége 100 000 m-en alapul, egy olyan lineáris vezetővel hasonlítunk össze, amelynek dinamikus terhelhetősége 50 000 m-en alapul, a következő átváltások egyikét kell alkalmazni: Osszuk el az 50 000 m terhelhetőséget 1,26-tal VAGY szorozzuk meg a 100 000 m terhelhetőséget 1,26-tal. (Ez a cikk elmagyarázza az 1,26-os átváltási tényező kiszámításának módját.)
Ne feledje, hogy a névleges L10 élettartam egy elméleti élettartam, amely tiszta környezeten, megfelelő kenésen és helyes szerelésen alapul. A csapágy tényleges élettartamát negatívan befolyásolhatja a szennyeződés, a kenés hiánya, a helytelen szerelés és egyéb tényezők.
A statikus terhelhetőség, C0, az a terhelés, amelyet a csapágy elvisel, mielőtt a golyó és a futópálya deformációjának összege eléri a golyó átmérőjének 0,01 százalékát (0,0001-szeresét), az ISO 14728-2 szabvány szerint. A statikus terhelhetőség szinte mindig nagyobb, mint a dinamikus terhelhetőség, mivel annak korlátja a golyó és a futópálya anyagának képlékeny deformációja, amely akkor következik be, amikor a terhelés statikus (nem mozgó) vagy lassan mozgó állapotban éri a csapágyat.
Képhitel: Bosch Rexroth Corp.
A statikus terhelések gyakran a csapágyat érő, nem tervezett és nehezen számszerűsíthető ütések következményei. Ezért a lineáris csapágyak és golyóscsavarok gyártói az alkalmazás típusától és az üzemi körülményektől függően statikus biztonsági tényező alkalmazását javasolják. A statikus biztonsági tényező a statikus alapterhelés és a csapágyra ható maximális kombinált statikus terhelés aránya. Ez az arány 2-től a zavartalan, alacsony rezgésveszéllyel járó üzemi körülmények esetén akár 5 vagy 6 is lehet olyan alkalmazásoknál, amelyeknél súlyos lökésszerű terhelésnek lehet kitéve.
S0 = statikus terhelési biztonsági tényező
C0 = statikus terhelhetőség
F0max = maximális kombinált statikus terhelés
Feature image credit: Bosch Rexroth Corp.
Feature image credit: Bosch Rexroth Corp.