Rolling element lineaire lagers, zoals ronde assen en bussen, geprofileerde railgeleiders, gekruiste rolgeleiders en zelfs kogelomloopspillen, hebben twee specificaties voor draagvermogen – dynamisch draagvermogen en statisch draagvermogen – die zijn gebaseerd op verschillende bedrijfsparameters en prestatiecriteria en onafhankelijk zijn van elkaar. Om een lineaire rollager of kogelomloopspil nauwkeurig te dimensioneren en te selecteren, is het van essentieel belang om de verschillen tussen hen te begrijpen en wanneer elk van hen wordt gebruikt.
Image credit: Schaeffler Group Inc.
Afbeelding: The Barden Corporation
Dynamische belastbaarheid, C, is gebaseerd op empirische tests waarbij een belasting van constante grootte en loodrecht op de dragende oppervlakken het lager in staat stelt een gedefinieerde bewegingsafstand (lineaire geleiding) of een gedefinieerd aantal omwentelingen (kogelomloopspil) te bereiken zonder moe te worden. Vermoeiing wordt gedefinieerd als de aanwezigheid van schilfering op het oppervlak van de wentellichamen of de loopbanen.
De dynamische belastbaarheid wordt gebruikt om de nominale levensduur van een wentellager te bepalen. Dit leven wordt algemeen aangeduid als het L10 leven, omdat het het leven is dat 90 percent van een groep identieke lagers wordt verwacht om onder vastgestelde voorwaarden van lading en snelheid te bereiken.
Voor lineaire lagers die kogels gebruiken:
Voor lineaire lagers die rollers gebruiken:
L10 = berekende (nominale) levensduur van het lager
C = fundamentele dynamische belastbaarheid
F = toegepaste belasting
Dynamische belastbaarheid en de L10-levensduurberekening worden gedefinieerd door de ISO 14728-1 norm voor lineaire lagers, en door de ISO 3408-5 norm voor kogelomloopspillen. De norm voor kogelomloopspillen specificeert dat het dynamisch draagvermogen gebaseerd is op een L10-levensduur van 1 miljoen omwentelingen. De norm voor lineaire lagers staat echter toe dat de dynamische belastbaarheid wordt gespecificeerd voor een L10-levensduur van 50.000 m of 100.000 m.
De basis van de L10-levensduur voor lineaire lagers is belangrijk om op te letten – vooral bij het vergelijken van lineaire geleidingen van verschillende fabrikanten, of zelfs van verschillende series van dezelfde fabrikant. Als een lineaire geleider waarvan het dynamisch draagvermogen is gebaseerd op 100.000 m wordt vergeleken met een lineaire geleider waarvan het dynamisch draagvermogen is gebaseerd op 50.000 m, moet een van de volgende conversies worden toegepast: Deel het draagvermogen van 50.000 m door 1,26 OF vermenigvuldig het draagvermogen van 100.000 m met 1,26. (Dit artikel legt uit hoe de 1.26 omzettingsfactor wordt afgeleid.)
Bedenk dat de geschatte L10 levensduur een theoretische levensduur is, gebaseerd op een schone omgeving, de juiste smering, en een correcte montage. De werkelijke levensduur van het lager kan negatief worden beïnvloed door vervuiling, gebrek aan smering, onjuiste montage, en andere factoren.
Statische belastbaarheid, C0, is de hoeveelheid belasting die een lager kan weerstaan voordat de som van de vervorming van de kogel en het loopvlak gelijk is aan 0,01 procent van (0,0001 keer) de kogeldiameter, zoals gedefinieerd door ISO 14728-2. De statische ladingscapaciteit is bijna altijd hoger dan de dynamische ladingscapaciteit omdat zijn beperking plastische vervorming van het materiaal van de kogel en het toevoerkanaal is, die voorkomt wanneer de lading op het lager in een statische (niet-bewegende) of langzaam-bewegende staat wordt toegepast.
Image credit: Bosch Rexroth Corp.
Statische belastingen zijn vaak het gevolg van schokken in het lager die ongepland en moeilijk te kwantificeren zijn. Daarom raden lineaire lager- en kogelomloopspindelfabrikanten aan om een statische veiligheidsfactor toe te passen, afhankelijk van het type toepassing en de bedrijfsomstandigheden. De statische veiligheidsfactor is de verhouding tussen de statische basisclassificatie en de maximale gecombineerde statische belasting die op het lager wordt toegepast. Deze kan variëren van 2 voor soepele bedrijfsomstandigheden met een laag risico op trillingen, tot wel 5 of 6 voor toepassingen die kunnen worden blootgesteld aan zware schokbelastingen.
S0 = veiligheidsfactor voor statische belasting
C0 = statisch draagvermogen
F0max = maximale gecombineerde statische belasting
Feature image credit: Bosch Rexroth Corp.