Navrhování:Lineární vedení:Výpočet a dimenzování

Základy

Nároky na přesnost, jakost povrchu a krátké obráběcí časy stále narůstají. Proto se valivá vedení v moderním strojírenství stále častěji určují podle povolené elastické deformace. Pro dimenzování valivých vedení z toho vyplývají tyto kroky:

• určení vnějších sil a momentů,
• rozdělení sil a momentů na jednotlivé vodicí vozíky,
• určení předpětí a deformace,
• výpočet životnosti,
• výpočet statické nosnosti.

Životnost může být omezena jak únavou materiálu, tak také poškozením valivé plochy na základě vlivů okolí. Přejetí po povrchu vede k únavě materiálu a tím k poškození valivé dráhy a valivých těles. Je-li síla na valivé plochy známa, může se únavová životnost vypočítat podle DIN ISO 281 resp. 636. Otěr valivých ploch bude určen především mazáním, znečištěním, stlačením ploch a velikostí relativních pohybů zatížených povrchů. Vypočítaná životnost se může díky dalším rizikům selhání nebo jiným aspektům, které ruší záruku, snížit.

Obrázek DF 0072

V následujících odstavcích je popsáno zjištění únavové životnosti. Pro otěrovou životnost zatím ještě neexistuje na základě neurčitelných veličin vlivu jednotná výpočetní metoda.

Výpočet životnosti

Určení vnějších sil a momentů

Vnější síly působící na systém vedení jsou určeny silovými složkami F_ax, F_ay a F_az se souřadnicemi působení síly X_a, Y_a a Z_a. Hmota m se složkami zrychlení a_x, a_y a a_z vede k zatížení systému vedení silovými složkami hmoty F_mx, F_my a F_mz, které působí na souřadnice hmotného bodu X_m, Y_m a Z_m.

F_mx = - m · a_x F_my = - m · a_y F_mz = - m · a_z

Čtyři síly působící k podélné ose stolu ΣF_y, ΣF_z jsou zachyceny přímo systémem vedení, síly v podélném směru ΣF_x jsou přenášeny pohonem. Navíc by mohly zapůsobit ještě vnější momenty M_ax, M_ay a M_az. Vnější síly F_ax, F_ay a F_az a síly hmoty F_mx, F_my a F_mz vedou ve spojení s jejich odpovídajícími body působení také k momentům. Bod působení síly podélného pohonu Y_sp a Z_sp ovlivňuje velikost momentů na systém vedení.

Rozdělení sil a momentů na jednotlivé vodicí vozíky MONORAIL

K výpočtu bočních sil F_jy a tahově tlakových sil F_jz na každý vodicí vozík (j = 1…n) je nutná podélná vzdálenost vodicího vozíku K a příčná vzdálenost vodicího vozíku (rozchod kolejnic) Q. Kromě toho je nutno zohlednit konstrukční uspořádání vodicích vozíků a vodicí kolejnice v osách.