Kugelgewindetrieb, gerollt
Artikelbezeichnung | Kugelgewindetriebe/Gerollt/Kompakte Mutter/Wellen-Ø 15/Steigung 5/10 |
Teilenummer | BSS1505-500 |
Eigenschaften | Kompakter und wirtschaftlicher Kugelgewindetrieb, gerollt |
* Orangefarbene Zellen in der folgenden Tabelle zeigen die Teilenummern an, die in diesem Anwendungsbeispiel tatsächlich verwendet wurden.
Auswahlkriterien
Geeignet für einen Linearbewegungsantrieb mit mittlerem Präzisionsgrad.
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Verfügbare Größen
■Kugelgewindetrieb (Kompaktmutter)
Schraubenschaft | Mutter |
Werkstoff | Härte | Schrauben-Ø | Steigung | Gesamtlänge | Werkstoff | Härte |
EN 1.7242 Equiv. | Aufgekohlt 58 ~ 62HRC | Ø8 | 2 | 100-210 | EN 1.7264 Equiv. | Aufgekohlt 58 ~ 62HRC |
Ø10 | 2 | 100-315 |
AISI4150 | Induktionsgehärtet 58 ~ 62HRC | 4 | 150-380 |
10 | 150-450 |
EN 1.7242 Equiv. | Aufgekohlt 58 ~ 62HRC | Ø12 | 2 | 150-445 |
AISI4150 | Induktionsgehärtet 58 ~ 62HRC | 4 | 150-400 |
5 | 150-450 |
10 | 200-600 |
Ø15 | 5 | 150-1095 |
10 | 200-1095 |
20 | 230-1095 |
Ø20 | 5 | 200-1000 |
10 | 250-1500 |
20 |
Ø25 | 5 | 300-995 |
10 | 300-1500 |
20 |
■Eigenschaften der Kompaktmutter
Kompaktmutter-Ø
Linearbewegungsmechanismen können flach konstruiert werden.
Langer Spannweg.
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Auswahlschritte
■Auswahlschritte für Kugelgewindetriebe
- Anwendungsbedingungen bestimmen
- (Bewegte Masse, Vorschubrate, Bewegungsmuster, Schraubendrehzahl, Einbaulage (horizontal oder vertikal), Lebensdauer, Positioniergenauigkeit)
↓
- Zwischenzeitlich Kugelgewindetrieb-Spezifikationen auswählen
- (Basierend auf Anwendungsbedingungen, Präzisionsgrad des Kugelgewindetriebs (C3~C10), Schraubenschaft-Ø, Steigung, Schraubenschaftlängen werden zwischenzeitlich ausgewählt.)
↓
- Bestätigung der Standardsicherheit
-
- ● Zulässige Axiallast
- ● Zulässige Höchstgeschwindigkeit
- ● Lebensdauer
↓
- Bewertung gemäß der erforderlichen Leistung
-
- ● Steifigkeit des Schraubenschafts
- ● Veränderte der Lebensdauer aufgrund der Temperatur
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Informationen zum Präzisionsgrad
■Präzision des Kugelgewindetriebs
Präzisionskategorie: C5 | (mm) |
Schraubenschaft-Ø | Steigung | Axialspiel | Drehrichtung | Toleranz des Zentrierbunds der Mutter | (1) (2) | (3) | (4) (5) | (6) | (7) |
Abweichungstoleranz (max.) | Abweichungstoleranz (max.) | Rechtwinkligkeitstoleranz (max.) | Rechtwinkligkeitstoleranz (max.) | Abweichungstoleranz (max.) |
Ø8 | 2 | max. 0,005 | Rechts | -0,007/-0,020 | 0,011 | 0,011 | 0,005 | 0,010 | 0,012 |
Ø10 | 2 • 4 • 10 |
Ø12 | 2 • 4 • 5 • 10 |
Ø15 | 5 • 10 • 20 | -0,009/-0,025 | 0,012 | 0,012 | 0,011 | 0,015 |
Ø20 | 5 • 10 • 20 |
Ø25 | 5 • 10 | 0,013 | 0,013 | 0,013 | 0,019 |
20 | -0,010/-0,029 |
(mm)
Schraubenschaft-Ø | (8) Abweichungstoleranz (max.)/Schraubenschaftlänge |
-125 | 126-200 | 201-315 | 316-400 | 401-500 | 501-630 | 631-800 | 801-1000 | 1001-1250 | 1251- |
Ø8 | 0,035 | 0,050 | 0,065 | - | - | - | - | - | - | - |
Ø10 | 0,040 | 0,055 | 0,065 | 0,080 | 0,090 |
Ø12 |
Ø15 | - | 0,045 | 0,055 | 0,060 | 0,075 | 0,090 | 0,120 | 0,150 | 0,190 |
Ø20 |
Ø25 | - | 0,040 | 0,045 | 0,050 | 0,060 | 0,070 | 0,085 | 0,100 | 0,130 |
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Geschwindigkeiten•Lasten (Lastinformationen)
■Tragzahlen des Kugelgewindetriebs
Schraubenschaft-Ø | Steigung | Tragzahl |
C (dynamisch) kN | Co (statisch) kN |
Ø8 | 2 | 1,95 | 2,6 |
Ø10 | 2 | 2,25 | 3,3 |
4 | 3,35 | 5,9 |
10 | 2,2 | 3,5 |
Ø12 | 2 | 2,45 | 4,1 |
4 | 3,6 | 6,75 |
5 | 5,95 | 9,8 |
10 | 3,85 | 5,9 |
Ø15 | 5 | 6,9 | 12,5 |
10 • 20 | 4,4 | 7,9 |
Ø20 | 5 | 8,35 | 17,5 |
10 | 13,5 | 25,1 |
20 | 9,2 | 16,2 |
Ø25 | 5 | 9,4 | 22,2 |
10 | 16,1 | 33,4 |
20 | 10,4 | 20,1 |
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Technische Berechnungen
■Lebensdauerberechnung des Kugelgewindetriebs
Die Lebensdauer des Kugelgewindetriebs wird mit der folgenden Formel berechnet.
- C: Dynamische Nenntragzahl (N)
- Pm: Mittlere Axiallast (N)
- Nm: Mittlere Drehzahl (min⁻¹)
- fw: Betriebsfaktor
- Dauerhafter Betrieb ohne Stoßbelastung fw = 1,0 ~ 1,2
- Normaler Betrieb fw = 1,2 ~ 1,5
- Betrieb mit Stoßbelastung fw = 1,5 ~ 2,0
Definition der dynamischen Nenntragzahl
Die dynamische Nenntragzahl ist eine Axiallast, die auf Kugelgewindetriebe angewendet wird, wenn eine Gruppe gleicher Kugelgewindetriebe betrieben wird und 90% der Prüflinge 1.000.000 (10⁶) Umdrehungen erreichen, ohne abzublättern.
– Informationen zur mittleren Axiallast und mittleren Drehzahl. -
Dies muss auf Grundlage des Bewegungsmusters berechnet werden.
Verständlicherweise lassen sich präzise Lastbedingungen usw. nur schwer erzielen, es ist jedoch so, dass die Lebensdauer umgekehrt proportional zur dritten Potenz der Last ist.Indem die Last so präzise wie möglich erzielt wird, wird die Kugelgewindetriebauswahl erweitert.
Beispiel für Bewegungsmuster (T1 + T2 + T3 = 100%)
Bewegungsmuster | Axiallast | Drehzahl | Zeitverhältnis |
A | P1N | N1min⁻¹ | t1% |
B | P2N | N2min⁻¹ | t2% |
C | P3N | N3min⁻¹ | t3% |
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Anschlag des Kugelgewindetriebs
Artikelbezeichnung | Anschlag für Kugelgewindetriebe |
Teilenummer | BSTS12 |
* Orangefarbene Zellen in der folgenden Tabelle zeigen die Teilenummern an, die in diesem Anwendungsbeispiel tatsächlich verwendet wurden.
Auswahlkriterien
Als Überfahrschutz geeignet
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Frei wählbare Größen
■Anschlag des Kugelgewindetriebs (dünnwandige Ausführung)
Werkstoff | Härte | Entsprechender Kugelgewindetrieb-Ø | Dicke der Anschlagplatte | Höhe der Wellenmitte des Kugelgewindetriebs |
Polyurethan auf Ether-Basis | Shore A90 | Ø8 | 15 | 17 |
Ø10 | 18 | 22 • 25 |
Ø12 | 18 | 23 • 25 |
Ø15 | 20 | 26 • 28 • 30 |
Ø20 | 20 | 30 |
Ø25 | 20 | 35 |
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Profilschienenführung
Artikelbezeichnung | Profilschienenführungen für mittlere Traglast |
Teilenummer | SV2R-MX24-520-WC |
Eigenschaften | Industriestandard-Spezifikationen. Beachten Sie diese Ausführung bei der Auswahl. |
* Orangefarbene Zellen in der folgenden Tabelle zeigen die Teilenummern an, die in diesem Anwendungsbeispiel tatsächlich verwendet wurden.
Auswahlkriterien
Beliebteste Profilschienenführung
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Frei wählbare Größen
■Profilschienenführung (Für mittlere Lasten, normales Spiel, 2-Führungswagen, mit Schmierstoffeinheit, Standard-Führungswagen)
Werkstoff | Härte | Gesamthöhe | Führungsschienenlänge |
JIS-SCM (CrMo Q&T steel) | 58HRC ~ | 24 | 160-1480 |
28 | 220-1960 |
33 | 220-1960 |
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Auswahlschritte
■Auswahlschritte für Profilschienenführung
- Anwendungsbedingungen bestimmen
- (Bewegte Masse, Vorschubrate, Bewegungsmuster, Lebensdauer in Stunden)
↓
- Zwischenzeitlich Profilschienenführungs-Spezifikationen auswählen
- (zwischenzeitlich Lastausführung der Profilschienenführung, Gesamthöhe, Schienenlänge gemäß den Anwendungsbedingungen auswählen)
↓
- Bestätigung der Standardsicherheit
-
- ● Zulässige Last
- ● Lebensdauer
- ● Vorspannung
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Informationen zum Präzisionsgrad
■Vorspannungs- und Präzisionsstandards (Standard-Führungswagen, leicht vorgespannt, hohe Güteklasse)
(μm)
Maßtoleranz H | ±100 |
Paarweise Abweichung von H | 20 |
Maßtoleranz W2 | ±100 |
Paarweise Abweichung von W2 | H24 • 28 | 20 |
H33 | 30 |
(μm)
| Führungsschienenlänge |
- 250 | 251 - 400 | 401 - 500 | 501 - 630 | 631 - 800 | 801 - 1000 | 1001 - 1250 | 1251 - 1600 | 1601 - 2000 |
Laufparallelität | 7 | 12 | 14 | 18 | 21 | 23 | 25 | 27 | 28,5 |
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Geschwindigkeiten•Lasten (Lastinformationen)
■Tragzahl der Profilschienenführung (für mittlere Lasten, normales Spiel, Standardklasse)
Gesamthöhe | Tragzahl | Zulässiges statisches Moment |
C (dynamisch) kN | C0 (statisch) kN | MA•MB N•m | Mc N•m |
24 | 5,0 | 8,23 | 33 | 57 |
28 | 7,2 | 12,1 | 58 | 135 |
33 | 11,7 | 19,6 | 109 | 225 |
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Technische Berechnungen
■Lebensdauerberechnung der Profilschienenführung
- ●Lebensdauer
- Wenn sich Profilschienenführungen linear bewegen und währenddessen Lasten stützen, werden wiederholt Spannungen auf die Walzenteile (Kugeln) und Laufringe (Führungsschienen) ausgeübt, wobei es nach einiger Zeit aufgrund von Materialermüdung zu schuppenartiger Abblätterung kommt. Die insgesamt zurückgelegte Distanz, bis diese Abblätterung erscheint, wird als „Lebensdauer“ der Profilschienenführung bezeichnet.
- ●Nennlebensdauer
- Die Nennlebensdauer bezeichnet eine Gesamtdistanz von 90% der Reichweite der Profilschienenführungen, ohne dass Abblätterung auftritt, wenn eine Gruppe gleicher Führungen unter denselben Bedingungen betrieben wird. Die Nennnlebensdauer errechnet sich, wie weiter unten dargestellt, aus der dynamischen Nenntragzahl und der auf die Linearführung wirkenden Last.
-
- Bei der Verwendung von Profilschienenführungen sind zunächst Berechnungen der Last erforderlich. Aufgrund von Vibrationen und Stößen lassen sich die Lasten während der Linearbewegung sowie die Lastverteilung auf den Führungen nur schwer berechnen. Zudem hat die Temperatur der Betriebsumgebung großen Einfluss auf die Lebensdauer. Wenn diese Bedingungen berücksichtigt werden, lauten die Berechnungen wie folgt. Die Berechnung der Last bei linearer Hin- und Herbewegung gestaltet sich schwierig, da Vibrationen und Stöße sowie die Verteilung auf die Profilschienenführungen berücksichtigt werden müssen. Außerdem beeinflusst die Betriebstemperatur die Lebensdauer der Profilschienenführung.Wenn diese Bedingungen berücksichtigt werden, lautet die Berechnungsformel wie folgt.
-
- L: Nennnlebensdauer (km)
- fH: Härtefaktor (siehe Abb.1)
- fT: Temperaturfaktor (siehe Abb.2)
- fC: Kontaktfaktor (siehe Tabelle-1)
- fW: Lastfaktor (siehe Tabelle-2)
- C: Dynamische Nenntragzahl (N)
- P: Passende Last (N)
- ●Härtefaktor (fH)
-
Bei der Verwendung von Profilschienenführungen muss die Welle, die von den Kugeln berührt wird, eine ausreichende Härte aufweisen. Wenn die erforderliche Härte nicht erreicht werden kann, verringert sich die Tragzahl, was zu einer kürzeren Lebensdauer führt.Wenn die Härte nicht ausreicht, reduziert sich die zulässige Last. Daraus ergibt sich ebenfalls eine geringere Lebensdauer.
Gleichen Sie die Nennlebensdauer durch den Härtefaktor aus.
- ●Temperaturfaktor (fT)
-
Wenn die Temperatur der Profilschienenführungen 100℃ überschreitet, reduziert sich die Härte der Führungswagen und Führungsschienen, was zu einer geringeren Lebensdauer führt. Gleichen Sie die Lebensdauer durch den Temperaturfaktor aus.Gleichen Sie die Nennlebensdauer durch den Temperaturfaktor aus.
*Wenden Sie Profilschienenführungen innerhalb von Temperaturbereichen der Temperaturbeständigkeit an, siehe Artikelseiten.
- ●Kontaktfaktor (fC)
-
Tabelle-1. Kontaktfaktor
Anzahl Lager pro Welle Kontaktfaktor (fC)
1 | 1,00 |
2 | 0,81 |
3 | 0,72 |
4 | 0,66 |
5 | 0,61 |
Allgemein ist es üblich, 2 oder mehr Führungswagen auf einer Führungsschiene zu verwenden. In diesem Fall ist aufgrund von Maschinenvariationen die entsprechende Last auf jedem Führungswagen nicht gleichmäßig. Als Folge davon ist die zulässige Tragzahl auf jedem Führungswagen unterschiedlich, je nach der Anzahl der Führungswagen, die pro Führungsschiene verwendet werden. Gleichen Sie die Lebensdauer durch den Kontaktfaktor aus, siehe Tabelle-1.
- ●Lastfaktor (fW)
-
Tabelle-2. Lastfaktor
Anwendungsbedingung | fw |
Keine externen Stöße oder Vibrationen sowie geringe Geschwindigkeit maximal 15m/min | 1,0 - 1,5 |
Keine starken Stöße oder Vibrationen sowie mittlere Geschwindigkeit maximal 60m/min | 1,5 - 20 |
Es sind äußere Stöße und Vibrationen vorhanden und die Geschwindigkeit ist hoch mindestens 60m/min | 2,0 - 3,5 |
Bei der Berechnung von Lasten, die auf Profilschienenführungen angewendet werden, müssen außer dem Gewicht des Objekts auch die Trägheitskraft aufgrund von Bewegungsgeschwindigkeiten, die Momentlasten sowie Variationen davon im zeitlichen Verlauf genau ermittelt werden. Eine genaue Berechnung ist jedoch aufgrund wiederholter Starts und Stopps sowie unterschiedlicher Stöße und Vibrationen schwierig. Daher werden die Lastfaktoren in Tabelle-2 dazu verwendet, diese Lebensdauerberechnungen zu vereinfachen.
- ●Berechnungsmethode für die passende Last P
- Verwenden Sie, wenn Momentlasten auf einen Führungswagen wirken, die folgende Formel, um die Momentlast in die passende Last umzuwandeln.
-
- P: Passende Last (N)
- F: Nach unten wirkende Last (N)
- Co: Statische Tragzahl (N)
- MA: Zulässiges statisches Moment - Neigemomentrichtung (N·m)
- MC: Zulässiges statisches Moment - Rollrichtung (N·m)
- Lp: Abstand des Lastpunkts (m) in Neigemomentrichtung
- Lr: Abstand des Lastpunkts (m) in Rollrichtung
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IDEA NOTE Kostenreduzierung durch eine wirksame Nutzung von Fertigbauteilen
Entwicklungsschritte können verringert werden, indem Fertigdistanzblöcke angewendet werden
Entwicklungsschritte können verringert werden, indem für den Kugelgewindetrieb und die Lagergehäuse Zukaufteile angewendet werden.