動的負荷容量と静的負荷容量の違いは何ですか?

丸シャフトやブッシング、プロファイルドレールガイド、クロスローラースライド、さらにはボールねじなどの転がり要素リニアベアリングには、動的負荷容量と静的負荷容量という 2 つの負荷容量仕様があり、これらは異なる動作パラメータと性能基準に基づいており、互いに独立しています。 転がり要素リニアベアリングやボールねじを正確にサイズ決定して選択するには、それらの違いとそれぞれが使用される場合を理解することが不可欠です。

転がり要素リニアベアリングは、ボール(左)またはローラー(右)を使用できます。
Image credit: Schaeffler Group Inc.
ベアリング軌道面の疲労破壊です。
Image credit: The Barden Corporation

動的負荷容量、Cは、大きさが一定で負荷支持面に垂直な負荷によって、ベアリングが疲労せずに規定の移動距離(リニアガイド)または回転数(ボールねじ)を達成できる経験則に基づいた試験に基づいています。

転がり軸受の定格寿命は、動的負荷能力によって決定されます。 この寿命は一般にL10寿命と呼ばれ、設定された荷重と回転数の条件下で、同一の軸受群の90パーセントが達成すると予想される寿命だからです。

玉を使用するリニアベアリングの場合:

ころを使用するリニアベアリングの場合。

L10 = 軸受の計算寿命(定格)

C = 基本動負荷能力

F = 加圧

動負荷能力及びL10寿命計算は、直線軸受ではISO 14728-1、ボールネジではISO 3408-5に規定されているものです。 ボールねじの規格では、動的負荷能力は100万回転のL10寿命が基準と規定されています。

リニアベアリングのL10寿命の基準は、特に異なるメーカーのリニアガイド、または同じメーカーの異なるシリーズのリニアガイドを比較するときに、注意することが重要です。 動的負荷容量が100,000 mを基準とするリニアガイドと、動的負荷容量が50,000 mを基準とするリニアガイドを比較する場合、次のいずれかの変換を適用する必要があります。 50,000 m の負荷容量を 1.26 で割るか、100,000 m の負荷容量に 1.26 をかけます。 (この記事では1.26の換算係数がどのように導かれるかを説明しています。)

定格L10寿命は、クリーンな環境、適切な潤滑、正しい取り付けに基づいた理論上の寿命であることを心に留めておいてください。

静荷重容量(C0)は、ISO 14728-2で定義されているように、玉と軌道面の変形の合計が玉直径の0.01%(0.0001倍)になるまでに耐えられる荷重の量を指します。 静荷重は、荷重が静止(非動作)または低速で軸受に加わったときに生じる玉と軌道面の材料の塑性変形が制限となるため、ほとんどの場合、動荷重よりも高い荷重容量となります。

転がり軸受やボールねじのサイズを決める際には、動的負荷容量Cと静的負荷容量C0はどちらも重要です。
Image credit: Bosch Rexroth Corp.

静荷重はしばしば、予定外の軸受への衝撃の結果として生じ、定量化が困難なことがあります。 そのため、リニアベアリングやボールねじのメーカーは、アプリケーションの種類や動作条件に応じて、静的安全係数を適用することを推奨しています。 静的安全係数とは、基本静定格荷重と軸受にかかる最大複合静荷重の比をいいます。

S0 = 静荷重安全係数

C0 = 静荷重容量

F0max = 最大組み合わせ静荷重

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S0 = 静荷重安全係数 F0 = 最小組み合わせ静荷重 3564

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