Rulmenții liniari cu element de rulare, cum ar fi arborii rotunzi și bucșele, ghidajele de șine profilate, ghidajele cu role încrucișate și chiar șuruburile cu bile, au două specificații ale capacității de încărcare – capacitatea de încărcare dinamică și capacitatea de încărcare statică – care se bazează pe diferiți parametri de funcționare și criterii de performanță și sunt independente una de cealaltă. Pentru a dimensiona și selecta cu exactitate un rulment liniar cu element rulant sau un șurub cu bile, este esențial să înțelegem diferențele dintre acestea și când se utilizează fiecare dintre ele.
Creditul imaginii: Schaeffler Group Inc.
Creditare imagine: The Barden Corporation
Capacitatea de încărcare dinamică, C, se bazează pe teste empirice în care o sarcină constantă ca mărime și normală la suprafețele portante permite rulmentului să atingă o distanță de deplasare definită (ghidaj liniar) sau un număr de rotații (șurub cu bile) fără oboseală. Oboseala se definește ca fiind prezența de scame pe suprafața elementelor de rulare sau a căilor de rulare.
Capacitatea de încărcare dinamică este utilizată pentru a determina durata de viață nominală a unui rulment cu elemente de rulare. Această durată de viață este denumită în mod obișnuit durata de viață L10, deoarece este durata de viață pe care se așteaptă să o atingă 90 la sută dintr-un grup de rulmenți identici în condiții stabilite de sarcină și viteză.
Pentru rulmenții liniari care utilizează bile:
Pentru rulmenții liniari care utilizează role:
L10 = durata de viață calculată (nominală) a rulmentului
C = capacitatea de încărcare dinamică de bază
F = sarcina aplicată
Capacitatea de încărcare dinamică și calculul duratei de viață L10 sunt definite de standardul ISO 14728-1 pentru rulmenții liniari și de standardul ISO 3408-5 pentru șuruburile cu bile. Standardul pentru șuruburi cu bile specifică faptul că capacitatea de sarcină dinamică se bazează pe o durată de viață L10 de 1 milion de rotații. Cu toate acestea, standardul pentru rulmenți liniari permite specificarea capacității de sarcină dinamică pentru o durată de viață L10 fie de 50.000 m, fie de 100.000 m.
Baza de calcul a duratei de viață L10 pentru rulmenți liniari este importantă de reținut – în special atunci când se compară ghidaje liniare de la diferiți producători, sau chiar din serii diferite ale aceluiași producător. Dacă se compară o ghidare liniară a cărei capacitate de sarcină dinamică se bazează pe 100.000 m cu o ghidare liniară a cărei capacitate de sarcină dinamică se bazează pe 50.000 m, trebuie să se aplice una dintre următoarele conversii: Se împarte capacitatea de încărcare de 50.000 m cu 1,26 SAU se înmulțește capacitatea de încărcare de 100.000 m cu 1,26. (Acest articol explică modul în care se obține factorul de conversie de 1,26.)
Rețineți că durata de viață nominală L10 este o durată de viață teoretică bazată pe un mediu curat, o lubrifiere adecvată și o montare corectă. Durata de funcționare reală a rulmentului poate fi afectată în mod negativ de contaminare, lipsa de lubrifiere, montarea necorespunzătoare și alți factori.
Capacitatea de încărcare statică, C0, este cantitatea de sarcină pe care o poate suporta un rulment înainte ca suma deformării bilei și a căii de rulare să fie egală cu 0,01% din (0,0001 ori) diametrul bilei, așa cum este definit de ISO 14728-2. Capacitatea de încărcare statică este aproape întotdeauna mai mare decât capacitatea de încărcare dinamică, deoarece limitarea sa este reprezentată de deformarea plastică a materialului bilei și al căii de rulare, care apare atunci când sarcina este aplicată rulmentului într-o stare statică (nemișcată) sau în mișcare lentă.
Creditul imaginii: Bosch Rexroth Corp.
Carcasele statice sunt adesea rezultatul unor șocuri asupra rulmentului care nu sunt planificate și sunt dificil de cuantificat. Prin urmare, producătorii de rulmenți liniari și de șuruburi cu bile recomandă aplicarea unui factor de siguranță static, în funcție de tipul de aplicație și de condițiile de funcționare. Factorul de siguranță statică este raportul dintre sarcina statică nominală de bază și sarcina statică maximă combinată aplicată rulmentului. Acesta poate varia de la 2 pentru condiții de funcționare lină, cu un risc scăzut de vibrații, până la 5 sau 6 pentru aplicații care pot fi supuse unor sarcini de șoc severe.
S0 = factor de siguranță la sarcină statică
C0 = capacitate de încărcare statică
F0max = sarcină statică maximă combinată
Creditul imaginii caracteristice: Bosch Rexroth Corp.