リニアガイドブロックの静定格荷重は重要な選択値ですが、通常の動作中にブロックが安全に耐えられる最大荷重であると誤解されることがよくあります。実は、基本静定格荷重は、転動体と軌道との接触部の永久変形に関する基準値です。
正しく選択するには、機械の総重量とカタログ値を比較するだけでは不十分です。荷重の方向、加速度、衝撃、オーバーハング、モーメント荷重、および複数のブロック間の力の分布も考慮する必要があります。
1. 基本静定格荷重Cとは0?
基本静定格荷重。通常は C と表記されます。0は、最も応力の高い接触領域における転動体と軌道の永久変形の合計が、転動体の直径の 0.0001 倍という定義された基準値に達する静荷重です。
この定義は、ガイド ブロックが静止している場合でも、重い負荷の下で非常にゆっくりと移動している場合でも適用されます。過度の接触応力により、軌道面に永久的な凹みが生じる可能性があります。これらのくぼみは、後に振動、騒音、不均一な動き、および位置決め精度の低下を引き起こす可能性があります。
荷重の方向も重要
一部のリニア ガイドのカタログでは、ラジアル方向、逆ラジアル方向、および横方向に対して異なる静的定格が指定されています。必ず実際の負荷方向に応じた定格をご使用ください。 1 つの C を仮定しないでください。0メーカーが確認しない限り、この値はどの方向にも同様に適用されます。
2. 静的安全率はどのように計算されますか?
静的耐荷重と計算された最大荷重の基本的な関係は次のとおりです。
- S0= 静的安全率
- C0= 選択したブロックの基本静定格荷重
- P0= 最も負荷の高いブロックに作用する最大等価静荷重
計算例
1 つのリニア ガイド ブロックの基本静定格荷重が 50 kN で、そのブロックにかかる最大等価荷重の計算値が 10 kN である場合:
結果として得られる静的安全係数は 5 です。これが十分であるかどうかは、衝撃、振動、取り付け精度、構造剛性、永久変形の影響によって決まります。
予備的な安全率ガイダンス
| 動作状態 | 予選S0範囲 | 一般的な考慮事項 |
|---|---|---|
| スムーズで安定した荷重 | 2以上 | 低振動、制御された加速、堅固な取り付け |
| 中程度の振動または繰り返しの起動 | 3～5 | 自動化機器、負荷の変化または頻繁な加速 |
| 衝撃または不確実な荷重 | 5以上 | 工作機械、急停止、外部衝撃または限定負荷データ |
これらの値は予備的な選択基準であり、普遍的な制限ではありません。最終的な安全係数は、選択したメーカーの技術データと実際の機械の条件に従う必要があります。
3. どのような負荷を含める必要がありますか?
P0は、単純にマシンの総重量をブロック数で割ったものではなく、最も負荷の高いブロックにかかる最大等価負荷を表す必要があります。
自重と作動力
ガイドシステムによってサポートされる移動テーブル、ワークピース、治具、モーター、その他のコンポーネントの重量が含まれます。機械加工、プレス、クランプ、またはハンドリングの力がガイド ブロックを介して作用する場合は、それらの力も追加する必要があります。
加速と減速
始動、停止、方向反転により慣性力が発生します。したがって、高速軸は、その静止重量が示唆するよりもはるかに大きなピーク荷重を生成する可能性があります。
衝撃と振動
外部振動、衝突、切削力の変動、緊急停止により、短期間のピーク荷重が発生する可能性があります。これらの負荷は、平均動作負荷が比較的低い場合でも、必要な静的安全率を制御する可能性があります。
モーメント荷重とオーバーハング
荷重がガイド ブロックの中心から離れるように作用すると、ピッチ、ヨー、またはロール モーメントが発生します。荷重に最も近いブロックは、他のブロックよりもはるかに大きな力を伝える可能性があります。
オーバーハング構造や複数ブロックのガイドシステムの場合、各ブロックの反力を計算し、最も負荷の高いブロックを確認してください。カタログに静的許容モーメント M が記載されている場合あ、MBそしてMC、それらの値を個別に確認してください。
より詳細な計算については、を参照してください。リニアガイドのモーメント荷重計算。
4. 静定格荷重と動定格荷重
静的および動的定格荷重は、さまざまな工学上の質問に答えます。これらを相互に置き換えてはなりません。
| パラメータ | 基本静定格荷重C0 | 基本動定格荷重C |
|---|---|---|
| 主な目的 | 過度の永久変形に対する耐性をチェックします | 公称旅行寿命の計算に使用されます |
| 関連する条件 | 静止、低速、衝撃またはピーク負荷状態 | 動作荷重下での繰り返し動作 |
| 選択チェック | S0=C0÷ P0 | C、荷重、移動条件による寿命計算 |
| 障害の可能性の懸念 | くぼみと軌道面の永久変形 | 転動疲労と剥離 |
ガイド ブロックは静的安全性チェックに合格しても、耐用年数が不十分な場合があります。逆に、長い公称寿命を想定して計算された設計でも、短い衝撃荷重には依然として脆弱である可能性があります。どちらのチェックも必要です。
5. リニアガイドブロックの選定方法
- ガイドの配置を定義します。レール数、ブロック数、ブロック間隔、対応テーブル寸法をご確認ください。
- 適用されたすべての荷重をリストします。重量、作動力、加速度、減速度、振動、および起こり得る衝撃が含まれます。
- 各負荷の位置を確認します。ピッチ、ヨー、ロールモーメントを計算できるように、レールとブロックの中心からの距離を記録します。
- すべてのブロックの負荷を計算します。最大等価荷重 P を特定します。0平均負荷のみを使用するのではなく、
- 静的な安全性を確認してください。Sを計算する0使用条件に応じた適切な値と比較してください。
- 許容モーメントを確認してください。適用されたピッチ、ヨー、ロールモーメントを関連するカタログ値と比較します。
- 動的寿命と剛性を確認します。選択したガイドが移動寿命、精度、予圧、変形の要件を満たしていることを確認してください。
も参照できますリニアガイドの耐荷重の選び方より広範なガイドウェイのサイジング手順に対応します。
6. よくある間違いとよくある質問
総負荷を単純にブロック数で割ることはできますか?
中心に荷重がかかる完全に対称で剛性の高い配置の初期推定としてのみ使用してください。実際の機械では、オーバーハング、加速度、取り付け誤差、構造変形により、ブロック荷重が不均等になることがよくあります。
より高いCを実行します0常により良いガイドを意味しますか？
必ずしもそうとは限りません。ブロックが大きいほど、より高い静的定格が得られますが、より多くの設置スペースが必要となり、移動質量が増加し、コストも高くなります。精度、予圧、剛性、シール、動的寿命を合わせて考慮する必要があります。
ローラーガイドウェイの静定格は常に高いのでしょうか?
ローラーガイドウェイは一般に、ローラーが点接触ではなく線接触を行うため、高い剛性と負荷容量を備えています。ただし、実際のモデルデータ、取り付け精度、使用条件に基づいて選択する必要があります。
荷重が C 未満の場合でも、ガイドウェイが粗く感じるのはなぜですか0?
考えられる原因としては、取り付け精度不足、汚れ、潤滑不良、過剰な予圧、レールの変形、当初の計算に含まれていない短時間の衝撃荷重などが考えられます。 C0だけではモーションの品質を診断できません。
実践的な DLY 選択メモ
DLY は、HD 重荷重ボールガイドウェイ、ED 低プロファイルガイドウェイ、RD ローラーガイドウェイ、MD ミニチュアガイドウェイを供給しています。静定格だけでブロックを選定するのではなく、レールサイズ、ブロック形状、予圧、精度等級、レール長さを合わせてご確認ください。
DLY リニアガイド レールは、一般的な軌道硬度が HRC 58 ～ 62 の硬化 S55C 鋼を使用しています。ブロックとレールのマッチングが間違っていたり、取り付け形状が不適切な場合は耐荷重で補うことができないため、ブロックの精度とマッチング状態は出荷前に検査されます。
さまざまなサイズの DLY HDH スクエアブロックリニアガイドウェイ
完全なものを見るDLY リニアガイドウェイの範囲または、型式確認のため負荷配置とアプリケーションデータをお送りください。
荷重、ストローク、速度、レール配置、ブロック間隔、取付図をお送りいただき、型式をご確認ください。
