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一、直線導(dǎo)軌簡(jiǎn)介

在當(dāng)今工業(yè)化推進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，直線導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)化生產(chǎn)線上不可缺少的零部件之一。直線導(dǎo)軌是由滑軌、滑塊、鋼球、球保持架、反向器、密封端蓋、刮油片、油嘴等組成，當(dāng)滑塊在導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球沿著導(dǎo)軌上經(jīng)過(guò)熱處理和精密研磨加工的溝道進(jìn)行滾動(dòng)，滑塊里面的鋼球通過(guò)反向裝置實(shí)現(xiàn)循環(huán)運(yùn)動(dòng)。

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

富士康基虎

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

直線導(dǎo)軌的性能是影響直線運(yùn)動(dòng)精度控制的重要因素，選用高品質(zhì)的直線導(dǎo)軌，可以為直線運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向精度提供有力的保障。

二、直線導(dǎo)軌的優(yōu)點(diǎn)

三、直線導(dǎo)軌的壽命計(jì)算

3.1壽命計(jì)算公式

根據(jù)【國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)】JBT 7175.1-2011、JB/T7175.2-2006、JB/T7175.5-2015直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的額定壽命（L）可根據(jù)基本動(dòng)額定載荷（C）和負(fù)荷載重（P），按下式進(jìn)行計(jì)算。

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

3.2相關(guān)參數(shù)詳解

額定壽命L：額定壽命（L）是指一批相同的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在相同個(gè)條件下分別運(yùn)行，直到其中過(guò)不產(chǎn)生表面剝落的產(chǎn)品在90%以上，此時(shí)產(chǎn)品能達(dá)到的總運(yùn)行距離。

基本額定動(dòng)載荷C：基本額定動(dòng)負(fù)荷（C）是指，對(duì)于同一批產(chǎn)品在某一相同條件下，對(duì)于使用鋼球的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，其額定壽命為L(zhǎng)=50km，對(duì)于使用滾柱的直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)L=100km，這一大小方向都不變的負(fù)荷條件稱(chēng)為基本額定動(dòng)負(fù)荷。外加負(fù)荷P：外加負(fù)荷（P）包括由使用條件所確定的基本負(fù)荷和由運(yùn)動(dòng)引起的等價(jià)負(fù)荷所決定的。

fH硬度系數(shù)

線性滑軌的珠道接觸表面硬度要求在硬度為

HRC 58~62的硬化深度，倘若硬度值無(wú)法達(dá)到要

求的水平，將會(huì)降低線性滑軌的額定負(fù)荷及使用

壽命，此時(shí)動(dòng)、靜額定負(fù)荷為尺寸表列值再乘以

對(duì)應(yīng)的硬度系數(shù)。

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fT溫度系數(shù)

系統(tǒng)溫度會(huì)對(duì)線性滑軌的材質(zhì)有影響，當(dāng)溫

度高于100℃時(shí)線性滑軌的額定負(fù)荷及使用壽命

將會(huì)降低，此時(shí)動(dòng)、靜額定負(fù)荷為尺寸表列值再

乘以對(duì)應(yīng)的溫度系數(shù)。由于有些配件是塑料材質(zhì)

較不耐高溫，故建議使用溫度應(yīng)低于100℃。

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fc接觸系數(shù)

當(dāng)在緊靠狀態(tài)下使用多個(gè)滾動(dòng)導(dǎo)軌滑塊時(shí)，

受到力矩負(fù)荷和安裝面精度的影響，并且難以獲得

均勻的負(fù)荷分布。因此將多個(gè)滑塊緊靠使用時(shí)，需

要考慮基本額定載荷(C)和(C0)上乘以接觸系數(shù)。

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fW負(fù)荷系數(shù)

作用于線性滑軌的負(fù)荷，除裝置本身自重、起

動(dòng)停止時(shí)的慣性負(fù)荷及因懸置而產(chǎn)生的力距負(fù)荷外，

還有因運(yùn)動(dòng)伴隨而來(lái)的振動(dòng)及沖擊負(fù)荷，此種型式

的負(fù)荷并不容易算出，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)依負(fù)荷狀況及使用

速度，建議將計(jì)算負(fù)荷值再乘以對(duì)應(yīng)的負(fù)荷系數(shù)。

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四、導(dǎo)軌的選定步驟

設(shè)定使用條件：確定直線導(dǎo)軌負(fù)荷設(shè)

計(jì)的必要條件。

<1、尺寸（跨距、滑塊個(gè)數(shù)、滑軌根數(shù)）

<2、安裝方式（水平、垂直、壁掛使用）

<3、速度（加速度）

<4、行程長(zhǎng)度

<5、使用頻率

<6、作用負(fù)荷大小、方向、位置

<7、要求壽命、運(yùn)動(dòng)精度、使用環(huán)境

②、計(jì)算外加負(fù)荷：算出滑塊的負(fù)荷大小

③、計(jì)算等價(jià)負(fù)荷：將滑塊所承受的各方

向負(fù)荷換算成等價(jià)負(fù)荷

④、計(jì)算靜態(tài)安全系數(shù)：從基本靜額定載

荷和最大承受負(fù)荷求出靜態(tài)安全系數(shù)的數(shù)

⑤、靜態(tài)安全系數(shù)判斷：若不符合，1.型

式、尺寸變更、2.跨距、滑塊個(gè)數(shù)、滑軌

根數(shù)變更。返回①。若符合，繼續(xù)⑥。

⑥、計(jì)算平均負(fù)荷：將運(yùn)行中變動(dòng)的承受

負(fù)荷加以平均化，換算成平均負(fù)荷

⑦、計(jì)算額定壽命：用額定壽命的計(jì)算式

求出運(yùn)行距離。

⑧、使用壽命判斷：若不符合，1.型式、尺

寸變更、2.跨距、滑塊個(gè)數(shù)、滑軌根數(shù)變更。

返回① 。若符合，結(jié)束選擇。

⑨、安全設(shè)計(jì)：1.決定潤(rùn)滑劑2.決定潤(rùn)滑方

法3.表面處理（防銹、外觀）4.防塵設(shè)計(jì)

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

五、軟件介紹

由于直線導(dǎo)軌壽命計(jì)算步驟計(jì)算量大且復(fù)雜，方便客戶(hù)選擇合適的直線導(dǎo)軌，減少選擇直線導(dǎo)軌型號(hào)的時(shí)間，避免發(fā)生選型錯(cuò)誤，目前基虎直線導(dǎo)軌工程人員有專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)了壽命計(jì)算軟件，只需輸入使用條件，即可快速得到所選擇的直線導(dǎo)軌運(yùn)行壽命。

5.1軟件界面說(shuō)明

5.1.1 啟動(dòng)界面

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

依次可選擇線軌產(chǎn)品型號(hào)、使用狀態(tài)、滑塊與滑軌使用數(shù)量

5.1.2 基本參數(shù)輸入

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

依次輸入線軌運(yùn)行速度、加速時(shí)間、減速時(shí)間、行程、每分鐘往返次數(shù)。

注1：速度、加速時(shí)間、減速時(shí)間、行程需滿(mǎn)足公式 v*t1/2+v*t2+v*t3/2=Ls

注2：負(fù)荷系數(shù)由運(yùn)行速度決定，軟件已自動(dòng)判斷，圖片右下角說(shuō)明所示。

5.1.3 載荷輸入

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依次輸入載重質(zhì)量m1、滑塊質(zhì)量m2、工作臺(tái)質(zhì)量m3。

依次輸入工件及工作臺(tái)相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的相對(duì)坐標(biāo)x1，x2，x3。

輸入驅(qū)動(dòng)位置y，z。

注：1、坐標(biāo)系單位為mm。2、驅(qū)動(dòng)位置一般為y=0，z=0。3、軟件已根據(jù)所選線軌型號(hào)自動(dòng)輸入滑塊重量m2。

5.1.4 結(jié)果顯示

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

此時(shí)可以查看計(jì)算結(jié)果是否符合使用需求

5.2計(jì)算例

1、線軌型號(hào)： HSL20NS

2、使用狀態(tài)： 水平使用

3、滑塊滑軌使用數(shù)量： 預(yù)使用1根滑軌1個(gè)滑塊

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

4、速度： 0.5 m/s

5、加速時(shí)間：0.05 s

6、減速時(shí)間： 0.15 s

7、負(fù)荷系數(shù)： 自動(dòng)選擇為1.5

8、行程：1450 mm

9、每分鐘往返次數(shù)： 6

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

10、載重質(zhì)量m1及相對(duì)坐標(biāo)(mm)： 100kg 0 0 0

11、滑塊質(zhì)量m2及相對(duì)坐標(biāo)(mm)： 0.28kg 0 0 0

12、工作臺(tái)質(zhì)量m3及相對(duì)坐標(biāo)(mm)：300kg 0 0 0

13、驅(qū)動(dòng)位置y及驅(qū)動(dòng)位置z(mm)： 0 0

注：m1為載重；m2為滑塊重量，軟件已自動(dòng)輸入；m3為工作臺(tái)重量

注：如無(wú)特殊情況，驅(qū)動(dòng)位置默認(rèn)為（0,0）,切記在軟件中輸入。

基虎直線導(dǎo)軌選用及壽命計(jì)算

結(jié)果顯示

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注：此時(shí)若靜安全系數(shù)或額定壽命不滿(mǎn)足需求則可以點(diǎn)擊重新計(jì)算按鈕返回啟動(dòng)界面重新計(jì)算