Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8028-2:2009 Ổ lăn chuyển động tịnh tiến - Tải trọng tĩnh danh định

• Số hiệu: TCVN8028-2:2009
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2009

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 8028-2 : 2009

ISO 14728-2 : 2004

Ố LĂN - Ổ LĂN CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN - PHẦN 2: TẢI TRỌNG TĨNH DANH ĐỊNH

Rolling bearings - Linear motion rolling bearings - Part 2 : static load ratings

Lời nói đầu

TCVN 8028- 2 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 14728-2 : 2004.

TCVN 8028-2 : 2009 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 4 Ổ lăn, ổ đỡ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

TCVN 8028 Ổ lăn - Ổ lăn chuyển động tịnh tiến gồm hai phần:

...

...

...

- TCVN 8028-2 (ISO 14728-2 : 2004) Phần 2: Tải trọng tĩnh danh định;

Ố LĂN - Ổ LĂN CHUYỂN ĐỘNG TỊNH TIẾN - PHẦN 2: TẢI TRỌNG TĨNH DANH ĐỊNH

Rolling bearings - Linear motion rolling bearings - Part 2 : static load ratings

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp tính toán tải trọng tĩnh cơ bản danh định, tải trọng tĩnh tương đương và hệ số an toàn tĩnh cho ổ lăn chuyển động tịnh tiến được sản xuất từ thép làm ổ lăn, được tôi cứng, chất lượng cao, thường được sử dụng hiện nay, phù hợp với công nghệ sản xuất thích hợp và thiết kế cơ bản theo thông lệ về hình dạng của các bề mặt tiếp xúc lăn (mặt lăn).

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các thiết kế trong đó các phần tử lăn làm việc trực tiếp trên bề mặt trượt của thiết bị máy, trừ khi bề mặt đó tương đương hoàn toàn đối với mặt lăn của bộ phận ổ lăn chuyển động tịnh tiến mà nó thay thế.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

...

...

...

ISO 5593 : 1997, Rolling bearings - Vocabulary (Ổ lăn - Từ vựng).

ISO 15241 : 2001, Rolling bearings - Symbol for quantities (Ổ lăn - Các kí hiệu cho các đại lượng).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa được cho trong TCVN 8029 (ISO 76), ISO 5593 và các thuật ngữ sau.

3.1. Ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót, có hoặc không có các rãnh trên mặt lăn

(recirculating linear ball bearing, sleeve type, with or without raceway grooves)

Ổ kiểu ống lót trụ có một số vòng kín của các viên bi quay vòng được thiết kế để đạt được chuyển động lăn tịnh tiến dọc theo một trục trụ tròn đã được tôi cứng.

Xem Hình 1.

CHÚ THÍCH: Có thể thiết kế các mặt lăn trong ống lót theo hình trụ cũng như các ống lót bằng thép có các rãnh trên mặt lăn song song với trục.

...

...

...

Hình 1 - Ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót

3.2. Ổ bi (đũa) tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu dẫn hướng thẳng (recirculating linear ball [roller] bearing, linear guideway type)

Ổ bi (lăn) tịnh tiến có số lượng bi (đũa) được sắp xếp đối xứng vòng kín, được thiết kế để đạt được chuyển động lăn tịnh tiến dọc theo một đường dẫn hướng có các mặt lăn thích hợp được tôi cứng.

Xem Hình 2.

Hình 2 - Ổ bi (lăn) tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu dẫn hướng thẳng

3.3. Ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu rãnh sâu (non-recirculating linear ball bearing, linear guideway, deep groove type)

Ổ tịnh tiến với các viên bi được coi như là các phần tử lăn, mỗi viên bi có hai điểm tiếp xúc.

Xem Hình 3.

...

...

...

Hình 3 - Ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu rãnh sâu

3.4. Ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu tiếp xúc 4 điểm (non-recirculating linear ball bearing, linear guideway, four-point-contact type)

Ổ tịnh tiến có các viên bi như là các phần tử lăn, mỗi viên bi có 4 điểm tiếp xúc.

Xem Hình 4.

CHÚ THÍCH: Các bán kính của mặt cắt ngang của các rãnh trên mặt lăn đối với 4 điểm tiếp xúc nằm trong hai đường dẫn hướng bằng nhau và nằm giữa 0,52D_w, và vô cùng.

Hình 4 - Ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu tiếp xúc 4 điểm

3.5. Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu phẳng (non-recirculating linear roller bearing, linear guideway, flat type)

...

...

...

Xem Hình 5.

Hình 5 - Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu phẳng

3.6. Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu góc chữ V (non-recirculating linear roller bearing, linear guideway, V-angle type)

Ổ tịnh tiến được thiết kế với các đường dẫn như các chi tiết của một khối V có góc 90 °.

Xem Hình 6.

CHÚ THÍCH: Đũa kim hoặc đũa trụ được sử dụng như các phần tử lăn.

Hình 6 - Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu góc chữ V

...

...

...

Ổ tịnh tiến có các đũa trụ được lắp đặt trong một một cấu trúc đũa cắt ngang.

Xem Hình 7.

Hình 7 - Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu đũa cắt ngang

3.8. Hệ số an toàn tải tĩnh (static load safety factor)

Tỷ số giữa tải trọng tĩnh cơ bản danh định và tải trọng tương đương tĩnh tạo ra độ an toàn dư chống lại biến dạng dư không thể chấp nhận được trên các phần tử lăn và các mặt lăn.

3.9. Tải trọng tĩnh cơ bản danh định của một ổ lăn chuyển động tịnh tiến (basic static load rating of a linear motion rolling bearing)

Tải trọng tĩnh tương ứng với ứng suất tiếp xúc tính toán s_max tại tâm của phần lớn phần tử lăn chịu tải nặng đường tiếp xúc trên mặt lăn.

CHÚ THÍCH: Đối với ứng suất tiếp xúc này, tổng biến dạng dư của phần tử lăn và mặt lăn xấp xỉ bằng 0001 đường kính phần tử lăn.

...

...

...

- Đối với một ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu dẫn hướng thẳng: xem Bảng 1;

- Đối với một ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín: xem Bảng 1;

- Đối với một ổ đũa tịnh tiến s_max  = 4000 MPa.

Bảng 1 - Ứng suất tiếp xúc, s_max

r_g

£ 0,52 D_w

0,53 D_w

0,54 D_w

0,55 D_w

...

...

...

0,57 D_w

0,58 D_w

0,59 D_w

³ 0,6 D_w

s_max

4200

4250

4300

4350

...

...

...

4450

4500

4550

4600

3.10. Tải trọng tĩnh tương đương (static equivalent load)

Tải trọng tĩnh gây ra ứng suất tiếp xúc tại tâm của phần lớn các phần tử lăn chịu tải nặng đường tiếp xúc mặt lăn tương tự như ứng suất xảy ra trong các điều kiện tải trọng thực.

3.11. Chiều của tải trọng (direction of load)

Chiều của tải trọng được áp dụng để tính toán tải trọng danh định.

CHÚ THÍCH: Để tính toán các tải tĩnh cơ bản danh định, chiều của tải trọng được chỉ định cho tất cả các ổ chuyển động tịnh tiến bằng mũi tên trong Hình 8.

...

...

...

Hình 8 - Chiều của tải trọng

3.12. Đường kính chia (pitch diameter)

(Ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót), đường kính của một đường tròn có chứa các tâm của các viên bi tiếp xúc với các mặt lăn, trong một mặt phẳng vuông góc với đường tâm của ổ.

3.13. Góc tiếp xúc danh nghĩa (nominal contact angle)

Góc giữa chiều của tải trọng trên ổ tịnh tiến và đường tác dụng danh nghĩa của hợp lực các lực được truyền bởi một bộ phận mặt lăn của ổ cho một phần tử lăn.

Xem Hình 9.

Hình 9 - Góc tiếp xúc danh nghĩa

4. Kí hiệu

...

...

...

Bảng 2 - Các ký hiệu, thuật ngữ và đơn vị

Ký hiệu

Thuật ngữ

Đơn vị

C₀

Tải trọng tĩnh cơ bản danh định

N

D_pw

Đường kính chia của các dãy bi

...

...

...

D_w

Đường kính bi

mm

D_we

Đường kính đũa có thể áp dụng trong tính toán các tải trọng danh định

mm

F

Tải trọng tác dụng lên ổ

N

...

...

...

Hệ số phụ thuộc vào hình học của các thành phần của ổ, và phụ thuộc vào mức ứng suất có thể được áp dụng

1

i

Số dãy của bi hoặc đũa có thể áp dụng trong tính toán các tải trọng danh định

CHÚ Ý: Trong trường hợp ổ tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót, đây là tổng số dây bi.

1

i_t

Số dãy mang tải của bi trong vùng chịu tải -90° < F_j < +90^0

1

...

...

...

Hệ số tải trọng tĩnh

1

k_0i

Hệ số tải trọng phụ thuộc vào số dãy của bi trong ổ bi tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót

1

L_we

Độ dài đũa có thể áp dụng trong tính toán các tải trọng danh định

mm

P₀

...

...

...

N

r_g

Bán kính mặt cắt ngang của rãnh mặt lăn trên đường dẫn hướng

mm

S₀

Hệ số an toàn tải tĩnh

1

Z

Số bi hoặc đũa trong một dãy

...

...

...

Z_t

Số bi hoặc đũa chịu tải trong một dãy

1

a

Góc tiếp xúc danh nghĩa

^0

j_j

Góc giữa chiều của tải trọng và dãy bi j

^0

...

...

...

Ứng suất tiếp xúc tại tâm của phần lớn phần tử lăn chịu tải đường tiếp xúc trên mặt lăn

MPa

5. Tải trọng tĩnh cơ bản danh định

5.1. Ổ bi tịnh tiến

5.1.1. Ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu ống lót có hay không có các rãnh trên mặt lăn

Tải trọng tĩnh cơ bản danh định cho các ổ này được xác định theo các công thức sau:

C₀ = f₀ x k_0i x Z_t x

trong đó:

...

...

...

Bảng 3 - Giá trị của k_0i

i

3

4

5

6

7

8

9

...

...

...

k_0i

1,000

1,000

1,106

1,354

1,614

1,841

2,052

2,284

...

...

...

D_w/D_pw

f₀

D_w/D_pw

f₀

D_w/D_pw

f₀

0,005

...

...

...

0,105

13,297

0,205

11,77

0,01

14,726

0,11

13,221

0,21

...

...

...

0,015

14,651

0,115

13,146

0,215

11,616

0,02

14,577

0,12

...

...

...

0,22

11,539

0,025

14,502

0,125

12,994

0,225

11,462

0,03

...

...

...

0,13

12,918

0,23

11,384

0,035

14,352

0,135

12,842

0,235

...

...

...

0,04

14,277

0,14

12,765

0,24

11,23

0,045

14,202

0,145

...

...

...

0,245

11,152

0,05

14,127

0,15

12,613

0,25

11,075

0,055

...

...

...

0,155

12,537

0,255

10,997

0,06

13,977

0,16

12,46

0,26

...

...

...

0,065

13,902

0,165

12,384

0,265

10,842

0,07

13,826

0,17

...

...

...

0,27

10,765

0,075

13,751

0,175

12,231

0,275

10,687

0,08

...

...

...

0,18

12,154

0,28

10,609

0,085

13,6

0,185

12,077

0,285

...

...

...

0,09

13,524

0,19

12

0,29

10,454

0,095

13,449

0,195

...

...

...

0,295

10,376

0,1

13,373

0,2

11,847

0,3

10,298

5.1.2. Ổ bi tịnh tiến tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, kiểu bàn trượt

...

...

...

C = f₀ x i x Z_t x x cosa

Các giá trị của f₀ được đưa ra trong Bảng 5 và phụ thuộc vào bán kính mặt cắt ngang của rãnh mặt lăn trên đường dẫn hướng và phụ thuộc vào đường kính bi.

Bảng 5 - Giá trị của f₀

r_g

f₀

0,52 D_w

94,64

0,53 D_w

76,33

...

...

...

66,07

0,55 D_w

59,48

0,56 D_w

54,89

0,57 D_w

51,55

0,58 D_w

49,03

...

...

...

47,08

0,60 D_w

45,57

Khả năng mang tải của một ổ không nhất thiết tăng lên bởi sử dụng các bán kính rãnh trên mặt lăn nhỏ hơn, nhưng sẽ giảm đi bằng cách sử dụng các bán kính rãnh trên mặt lăn lớn hơn các giá trị đã được đưa ra trong Bảng 5.

5.1.3. Ổ bi tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng các kiểu rãnh sâu và tiếp xúc bốn điểm

Tải trọng tĩnh cơ bản danh định, được xác định theo công thức sau:

C = f₀ x i x Z_t x x cosa

Các giá trị i và Z_t cho trong Bảng 6.

Bảng 6 - Giá trị của i và Z_t

...

...

...

i

Z_t

Kiểu rãnh sâu

1

Z

Kiểu tiếp xúc 4 điểm

2

Z

Giá trị của f₀ được đưa ra trong Bảng 7.

...

...

...

r_g

f_c

0,52 D_w

94,64

0,53 D_w

76,33

0,54 D_w

66,07

0,55 D_w

...

...

...

0,56 D_w

54,89

0,57 D_w

51,55

0,58 D_w

49,03

0,59 D_w

47,08

0,60 D_w

...

...

...

¥

9,72

5.2. Ổ lăn tịnh tiến

5.2.1. Ổ lăn tịnh tiến tuần hoàn khép kín, kiểu dẫn hướng thẳng

Tải trọng tĩnh cơ bản danh định cho ổ này được xác định theo công thức sau:

C₀ = f₀ x i x Z_t x L_we x D_we x cosa

trong đó:

f₀ = 221

5.2.2. Ổ đũa tịnh tiến không tuần hoàn khép kín, dẫn hướng thẳng, các kiểu phẳng, góc chữ V và đũa cắt ngang

...

...

...

C₀ = f₀ x i x Z_t x L_we x D_we x cosa

trong đó:

f₀ = 221

Giá trị của i và Z_t được đưa ra trong Bảng 8.

Bảng 8 - Giá trị của i và Z_t

Trục

i

Z_t

Kiểu phẳng

...

...

...

Z

Kiểu góc chữ V

2

Z

Kiểu đũa cắt ngang

2

Z/2

6. Tải trọng tĩnh tương đương

Tải trọng tĩnh tương đương cho một ổ tịnh tiến được xác định theo công thức sau:

...

...

...

Hệ số tải tĩnh k_0F được lấy bằng 1 khi chiều của tải trọng ổ, F, là vuông góc (xem Hình 8) và khe hở ổ trong phạm vi bình thường. Khi các điều kiện trên không thỏa mãn, nhà sản xuất ổ phải tư vấn để có thể áp dụng được giá trị hệ số k_0F.

7. Hệ số an toàn tải trọng tĩnh

Hệ số an toàn tải trọng tĩnh cho một ổ được xác định theo công thức sau:

Hệ số an toàn tải trọng tĩnh S₀ phải lớn hơn 2 đối với các điều kiện làm việc quy ước. Đối với một điều kiện hoạt động đặc biệt, nhà sản xuất ổ phải tư vấn để có thể áp dụng được giá trị hệ số S₀.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 10285 : 1992, Rolling bearing, linear motion, recirculating ball, sleeve type- Metric series (ổ lăn, chuyển động tịnh tiến, kiểu bạc lót - Loạt hệ mét).