Санкт-Петербург
+7 (812) 339-38-66
196084, ул. Парковая, д.6
Москва
+7 (499) 346-65-02
129128, СВАО, р-н Ростокино, м. Ростокино, Будайский проезд, 11А
Нижний Новгород
+7 (831) 235-07-06
603107, м. Пролетарская, проспект Гагарина, 65А
Краснодар
+7 (861) 238-85-70
350038, проезд Мирный 12/1
Липецк
+7 (474) 220-01-78
398005, Липецкая область, ул. Ферросплавная, 24
Челябинск
+7 (351) 711-15-87
454008, р-н Курчатовский, Автодорожная улица, 1
Екатеринбург
+7 (343) 302-27-23
620010, Чкаловский район, ул. Грибоедова, д. 32/20 Химмаш

Общие положения

Общие технические данные и расчеты относятся ко всем шариковым рельсовым направляющим (ко всем
кареткам и рельсам).  Специальные технические данные, касающиеся одиночных типов, приводятся отдельно.

Классы предварительного натяга

В зависимости от условий применения, шариковые рельсовые направляющие Rexroth могут поставляться с четырьмя классами предварительного натяга. Для предотвращения снижения срока службы предварительный натяг не должен превышать 1/3 нагрузки на подшипник F. В целом, жесткость каретки повышается с увеличением предварительного натяга.

Системы направляющих с параллельными рельсами

  • для выбранного класса предварительного натяга должны соблюдаться также допустимые отклонения параллельности рельсов (см. таблицы для каждого исполнения).
  • при установке шариковых рельсовых направляющих класса точности N мы рекомендуем исполнение с зазором или предварительным натягом класса 0,02С во избежание неправильных значений предварительного натяга из-за допусков.

Скорость

vmax : от 3 до 10 m/s

Точные значения приводятся в описании отдельных кареток.

Ускорение

amax : от 250 до 500 m/s2

Точные значения приводятся в описании отдельных кареток. Только для систем с предварительным
натягом. Для систем без предварительного натяга amax. : 50 m/s2

Термостойкость

tmax = 100 oC

Максимальное значение, допускается только на короткий период. В режиме непрерывной работы
максимальная температура не должна превышать 80°С.

Трение

Коэффициент трения m для шариковых рельсовых направляющих Rexroth составляет примерно от 0,002 до 0,003 (без трения уплотнений).

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 1

Специальная конструкция Rexroth с 4 рядами шариков обеспечивает касание шариков в двух точках независимо от направления нагрузки. Это ведет к уменьшению трения до минимума.

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 2

Другие исполнения шариковых рельсовых направляющих с 2 или 4 рядами шариков с касанием в 4 точках имеют повышенное трение: в шариковых дорожках готического профиля трение повышается из-за дифференциального проскальзывания при боковой нагрузке или при равном предварительном
натяге без нагрузки (в зависимости от касания и нагрузки, коэффициент трения может повышаться в 5 раз).
Такое высокое трение ведет, соответственно, к повышенному нагреву.

Уплотнения

Уплотнения предназначены для предотвращения попадания в каретку грязи, стружки и т.п., из-за которых
может сокращаться еe срок службы.

Универсальное уплотнение

Каретки Rexroth стандартного исполнения имеют встроенные универсальные уплотнения, которые
обеспечивают равномерное уплотнение направляющих рельсов с защитными лентами и без них.
Низкий коэффициент трения в сочетании с эффективным уплотнением был одним из важнейших факторов
конструктивной разработки. Применяются там, где требуется хорошее уплотнение. По заказу возможна поставка уплотнений с низким коэффициентом трения.

Торцевое уплотнение

Торцевые уплотнения поставляются по отдельному заказу как дополнительные принадлежности и устанавливаются заказчиком. Уплотнения Viton или NBR поставляются по отдельному заказу и устанавливаются заказчиком. Используются для предотвращения проникновения мелких загрязнений, металлических частиц или смазочноохлаждающей жидкости. Используются для предотвращения проникновения крупных загрязнений, металлических частиц или смазочно-охлаждающей жидкости.

Скребок

Скребки поставляются по отдельному заказу как дополнительные принадлежности и устанавливаются заказчиком. Используются для предотвращения проникновения крупных загрязнений или стружек.

Определение понятия динамической нагрузки С

Радиальная нагрузка постоянной величины и направления, при которой опора качения теоретически может
работать с ресурсом 105 m хода. Динамические нагрузки, приведенные в таблицах, в основном, на 30% выше значений DIN или ISO, что подтверждается испытаниями.

Определение понятия статической нагрузки С0

Статическая нагрузка в направлении нагружения, которая в максимально нагруженном месте касания шарика
и дорожки (на направляющем рельсе) при смазке ≤ 0,52 соответствует расчетной нагрузке 4200 МПа. Примечание: при такой нагрузке на точку касания происходит взаимнаяm деформация шарика и дорожки, составляющая примерно 0,0001-кратную величину от диаметра шарика.

Определение номинального ресурса и его расчет

Ресурс определяется как расчетная длительность работы при 90% вероятности сохранения  работоспособности у отдельной опоры качения или у группы одинаковых опор, работающих в одинаковых условиях, при использовании обычных материалов нормального качества и в нормальном режиме эксплуатации.

Номинальный ресурс L или Lh определяется по формулам (1), (2) или (3):

Номинальный ресурс при постоянной скорости

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 6

* При длине хода < 2 · длин каретки допустимые нагрузки уменьшаются. Консультируйтесь с нами.

Номинальный ресурс при переменной скорости

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 7

Динамическая эквивалентная нагрузка на подшипник для расчета ресурса

– при переменной нагрузке на подшипник

При переменной нагрузке динамическая эквивалентная нагрузка F рассчитывается по формуле (5):

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 8

– при комбинированной нагрузке на подшипник

Динамическая эквивалентная нагрузка F – результат вертикальной и горизонтальной нагрузок – рассчитывается по формуле (6):

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 9

Примечание:
Конструкция шариковой рельсовой направляющей допускает такой упрощенный расчет.

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 3

Примечание
Если нагрузки FV и FH изменяются ступенчато, то они должны рассчитываться отдельно по формуле
(5). Внешняя нагрузка, действуя на каретку под углом, может быть разложена на составляющие FV и FH, которые используются в окончательном расчете по формуле (6).

– при комбинированной нагрузке на опору в сочетании с крутящим моментом

При комбинированной внешней нагрузке – вертикальной и горизонтальной – в сочетании с крутящим моментом, динамическая эквивалентная нагрузка F рассчитывается по формуле (7): Формула (7) справедлива только при использовании одного направляющего рельса.

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 10

 obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 5

Примечание
Если нагрузки FV и FH изменяются ступенчато, то они должны рассчитываться отдельно по формуле (5).
Внешняя нагрузка, действуя на каретку под углом, может быть разложена на составляющие FV и FH, которые
используются в окончательном расчете по формуле (7).

Статическая эквивалентная нагрузка на подшипник

При комбинированной внешней статической нагрузке – вертикальной и горизонтальной – в сочетании с
крутящим моментом, статическая эквивалентная нагрузка F0 рассчитывается по формуле (8). Статическая эквивалентная нагрузка F0 не должна превышать допустимую статическую нагрузку С0. Формула (8) справедлива только при использовании одного направляющего рельса.

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 11

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 5

Примечание
Внешняя нагрузка, действуя на каретку под углом, может быть разложена на составляющие FV0 и FH0, которые используются в формуле (8).

Критерий выбора класса точности

Классы точности и допуски (μм)

Шариковые рельсовые направляющие Rexroth предлагаются по 5 различным классам точности. Перечень исполнений приводится в таблице «Номера деталей».

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 12

Встроенная взаимозаменяемость – результат прецизионного изготовления

Фирма Rexroth изготавливает направляющие рельсы и каретки, особенно в зоне шариковых дорожек, с
такой высокой точностью, что каждый отдельный элемент может быть в любое время заменен другим.
Например, одна каретка может легко устанавливаться на разные направляющие рельсы одного и того же размера. В равной степени это относится и к направляющему рельсу, который может работать с разными каретками.

  • По заказу мы можем предоставить допуски на случай комбинирования кареток и направляющих рельсов разных классов точности.
  • XP-каретка, SP&рельс

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 13

Отклонение параллельности Р1 работающей шариковой рельсовой направляющей

Измерено в середине каретки

Условные обозначения к рисунку:
Р1 = отклонение параллельности
L = длина рельса

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 14

Критерий выбора комбинаций классов точности

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 15

Рекомендуемые комбинации классов точности

Рекомендуемые комбинации для короткого хода и малого расстояния между каретками: каретки более высокого класса точности, чем направляющий рельс. Рекомендуемые комбинации для длинного хода и большого расстояния между каретками: направляющий рельс более высокого класса точности, чем каретки.

Критерий выбора класса точности перемещения

Каретки классов точности XP, SP и UP обеспечивают непревзойденную  точность хода в результате усовершенствования зон входа и выхода шариков. Данные высокоточные опоры, в частности, могут эффективно использоваться в процессах высококачественной обработки, в измерительных системах, в сканерах повышенной точности, в шлифовальных системах и т.д.

Критерий выбора предварительного натяга

Определение класса предварительного натяга

Сила предварительного натяга, основанная на динамической допустимой нагрузке Cdyn соответствующих
кареток.

Пример:
Каретка R1651 314 20
Cdyn = 41 900 N
Предварительный натяг 0,02 С = 838 N
Предварительный натяг данной каретки базовой нагрузкой составляет приблизительно 838 N.

Выбор класса предварительного натяга

В исполнениях без предварительного натяга зазор между каретками и направляющим рельсом составляет от
1 до 10 μm. Если используются два направляющих рельса и более одной каретки на один рельс, данный зазор,
как правило, уравнивается допусками на параллельность.

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 16

Критерий выбора уплотнений кареток

Выбор типа уплотнения

Для умеренных и более высоких нагрузок всегда рекомендуются стандартные уплотнения, обеспечивающие
оптимальную герметичность. При воздействии таких нагрузок трение уплотнений составляет лишь незначительную часть общей величины трения системы. Уплотнения данного типа могут также  спользоваться в условиях повышенной загрязненности, например, металлическими стружками
и другими частицами. Критерий выбора предварительного натяга Определение класса предварительного натяга Сила предварительного натяга, основанная на динамической допустимой нагрузке Cdyn соответствующих кареток.
Пример:
Каретка R1651 314 20
Cdyn = 41 900 N
Предварительный натяг 0,02 С = 838 N
Предварительный натяг данной каретки базовой нагрузкой составляет приблизительно 838 N.
Уплотнения с низким коэффициентом трения предназначены для использования в условиях низких
нагрузок, когда трение уплотнений составляет существенную часть общей величины трения в системе. Это в
значительной мере снижает трение при воздействии особо легких нагрузок. При этом данные уплотнения вполне справляются с очисткой оборудования от небольших загрязнений, легких полупроводниковых частиц и т.п. Торцевые уплотнения и защитная лента для направляющего рельса способствуют повышению  эффективности уплотнений в условиях повышенных загрязений, например, в деревообрабатывающей промышленности.

Упругая деформация в зависимости от классов предварительного натяга и кареток

Пример:
Каретка FNS, типоразмер 35
a) Каретка R1651 31.20 с предварительным натягом 0,02 С (С1)
b) Каретка R1651 32.20 с предварительным натягом 0,08 С (С2)
с) Каретка R1651 33.20 с предварительным натягом 0,13 С (С3)

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 17

Пример:
Каретка FLS, типоразмер 35
a) Каретка R1653 31.20 с предварительным натягом 0,02 С (С1)
b) Каретка R1653 32.20 с предварительным натягом 0,08 С (С2)
с) Каретка R1653 33.20 с предварительным натягом 0,13 С (С3)

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 18

Пример:
Каретка SNS, типоразмер 35
а) Каретка R1622 31.20 с предварительным натягом 0,02 С (С1)
b) Каретка R1622 32.20 с предварительным натягом 0,08 С (С2)
с) Каретка R1622 33.20 с предварительным натягом 0,13 С (С3)

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 19

Пример:
Каретка SLS, типоразмер 35
а) Каретка R1623 31.20 с предварительным натягом 0,02 С (С1)
b) Каретка R1623 32.20 с предварительным натягом 0,08 С (С2)
с) Каретка R1623 33.20 с предварительным натягом 0,13 С (С3)

obshhie-tehnicheskie-dannye-i-raschety-sharik 20

Обозначения к иллюстрации
δel.= упругая деформация
F = нагрузка