Le guide lineari a corpi volventi, come gli alberi tondi e le boccole, le guide profilate, le guide a rulli incrociati e anche le viti a sfere, hanno due specifiche di capacità di carico – capacità di carico dinamico e capacità di carico statico – che si basano su diversi parametri operativi e criteri di prestazione e sono indipendenti l’una dall’altra. Per dimensionare e selezionare accuratamente una guida lineare a corpi volventi o una vite a ricircolo di sfere, è essenziale capire le differenze tra di esse e quando ciascuna di esse viene utilizzata.
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La capacità di carico dinamico, C, si basa su test empirici in cui un carico costante in grandezza e normale alle superfici portanti permette al cuscinetto di raggiungere una distanza di corsa definita (guida lineare) o un numero di giri (vite a sfera) senza fatica. La fatica è definita come la presenza di sfaldamento sulla superficie dei corpi volventi o delle piste di rotolamento.
La capacità di carico dinamico è usata per determinare la vita nominale di un cuscinetto a corpi volventi. Questa vita è comunemente chiamata vita L10, perché è la vita che il 90% di un gruppo di cuscinetti identici dovrebbe raggiungere in determinate condizioni di carico e velocità.
Per le guide lineari che utilizzano sfere:
Per le guide lineari che utilizzano rulli:
L10 = vita calcolata (nominale) del cuscinetto
C = capacità di carico dinamico di base
F = carico applicato
La capacità di carico dinamico e il calcolo della vita L10 sono definiti dalla norma ISO 14728-1 per le guide lineari e dalla norma ISO 3408-5 per le viti a sfere. La norma sulle viti a sfere specifica che la capacità di carico dinamico si basa su una vita L10 di 1 milione di giri. Tuttavia, lo standard per le guide lineari permette di specificare la capacità di carico dinamico per una vita L10 di 50.000 m o 100.000 m.
La base della vita L10 per le guide lineari è importante da notare – specialmente quando si confrontano guide lineari di diversi produttori, o anche di diverse serie dello stesso produttore. Se si confronta una guida lineare la cui capacità di carico dinamico è basata su 100.000 m con una guida lineare la cui capacità di carico dinamico è basata su 50.000 m, si dovrebbe applicare una delle seguenti conversioni: Dividere la capacità di carico di 50.000 m per 1,26 O moltiplicare la capacità di carico di 100.000 m per 1,26. (Questo articolo spiega come si ricava il fattore di conversione 1,26.)
Tenete presente che la vita nominale L10 è una vita teorica basata su un ambiente pulito, una lubrificazione adeguata e un montaggio corretto. La vita operativa effettiva del cuscinetto può essere influenzata negativamente dalla contaminazione, dalla mancanza di lubrificazione, dal montaggio improprio e da altri fattori.
La capacità di carico statico, C0, è la quantità di carico che un cuscinetto può sopportare prima che la somma della sfera e della deformazione della pista equivalga allo 0,01% (0,0001 volte) del diametro della sfera, come definito da ISO 14728-2. La capacità di carico statico è quasi sempre superiore alla capacità di carico dinamico perché la sua limitazione è la deformazione plastica del materiale della sfera e della pista, che si verifica quando il carico è applicato al cuscinetto in uno stato statico (non in movimento) o in lento movimento.
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I carichi statici sono spesso il risultato di urti non pianificati e difficili da quantificare. Pertanto, i produttori di cuscinetti lineari e viti a sfera raccomandano di applicare un fattore di sicurezza statico, a seconda del tipo di applicazione e delle condizioni di funzionamento. Il fattore di sicurezza statico è il rapporto tra il coefficiente di carico statico di base e il massimo carico statico combinato applicato al cuscinetto. Può variare da 2 per condizioni di funzionamento lisce con un basso rischio di vibrazioni, fino a 5 o 6 per applicazioni che possono essere soggette a forti urti.
S0 = fattore di sicurezza del carico statico
C0 = capacità di carico statico
F0max = massimo carico statico combinato
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