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特長と体系 | 精度許容差 | 取付面の肩の高さとすみ形状 | LMBガイド取付面加工精度の推奨値 | 取付方法 | 寿命

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寿 命 Life


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1.定格荷重の定義 Definition of Rated load

  1. 動定格荷重C Basic Dynamic Load C

    LMBガイドが荷重を受けて走行している時、軌道台とスライドユニットのレ−ス面及び転動体には、常に繰返し荷重が作用するため材料の疲れにより、フレ−キングと呼ばれるうろこ状の損傷を生じます。 基本動定格荷重とは、一群の同じLMBガイドを個々に走行させた時、そのうちの90%がフレ−キングによる損傷がなく、50kmを走行できるような方向と大きさが一定の荷重をいいます。

    All LMB guides runs under operation load, so the contact stress acts on the steel balls and the raceways, and the damage called "flacking phenomenon" which is occurred by fatigue of steel in the repeated load. The basic dynamic load is the operating load which specifies 50km of travel for 90% of LMB guides without flacking phenomenon.

  2. 基本静定格荷重 Co Basic Rated Static Load Co

    LMBガイドに過大な荷重や大きな衝撃荷重が作用するとレ−ス面や転動体に局部的な永久変形が生じます。この永久変形量がある限度を越えると円滑な走行を妨げる原因になります。
    基本定格荷重とは最大接触応力を受ける接触部においてレ−ス面と転動体の永久変形量の和が、転動体直径の0.001倍になるような静止荷重をいいます。

    When an LMB guide is given the excessive load or an enormous shock loading, a local permanent deformation takes place partially. When the permanent deformation reaches a certain point, it can prevent a smooth movement. The basic rated static load Co is the load which is total permanent deformation of the raceway and steel ball equal to 1/10000 of ball diameter.

  3. 静定格トルク MA、MB、MC Rated Static Torque M A M B, M C

    静定格トルクとは、モ−メント荷重を負荷したとき、最大接触応力を受ける接触部においてレ−ス面と転動体との永久変形量の和が転動体直径の0.0001倍になるような静止トルクをいいます。静定格トルクは、機台の剛性が十分でない場合および下表の配置で使用する場合のみ考慮する必要があります。

    The rated static torque M is the torque which causes a permanent deformation equal to 1/10000 of ball diameter at the contact point between the raceway and the steel ball when a moment load is applied.The rated static torque is considered only when the rigidity of the base is insufficient, or being used in the position mentioned in the following table.

LMBガイドの配置
Position of Guide

考慮する必要のある静定格トルク
Rated StaticTorque
Necessary to be Considered

B1,W1

MA ,MB ,MC

B1,W2以上

MA ,MB

B2以上、W1

MC

型番別にC,Co,MA,MB,MCの値はすべて諸元表の中に記載してあります。
TSK精密LMBガイドは4方向等定格荷重を特長としており、諸元表に記載されている基本定格荷重は、下向き、上向き、横向き方向のすべてに適用出来ます。
The data for C, Co, MA , MB , MC , are included in each dimensional table.
The basic load rating listed in the dimensional table is good in any directions because TSK LMB guide has the same dynamic load capacity in four directions.


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2.静許容荷重係数 Factor of Permitted Static Load

一般にはスライドユニットに負荷できる静的な許容荷重は、基本静定格荷重Coまでとなっております。しかし往復直線運動では起動停止時に移動体の慣性力によって意外な大荷重がスライドユニットにかかる場合があるので、静許容荷重係数fsを設定し、この値でCoの値を除して得た値を設計限度とします。

In general, the maximum permitted static load against the slide unit is equivalent to the rated static load Co. In repeated linear motion applications, however, unexpected load is caused by the inertia when the slide unit starts or stops. Consequently, the factor of permitted static load fs should be applied to the calculation to decide the correct value..

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一般に使用されるfsの値を表に示します。
The value of fs for general use is shown in table

使 用 条 件
Operating Condition

fs

普通の運転条件の時
Normal Operation

1〜2

円滑な走行性能を要求する時
Smooth running required

2〜4

振動衝撃がある時
Operation with Impact or Vibration

3〜5

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3.定格疲れ寿命の計算 Determination of Rated Fatigue Life

基本動定格荷重、スライドユニットにかかる荷重、定格疲れ寿命との間には、次のような関係があります。
Basic rated dynamic load, load on slide unit and rated fatigue life are related as follows;

ストロ−ク長さLs、毎分往復回数n1が一定であれば、定格疲れ寿命時間は次式より求めることができます。
In the case that the stroke ls(m)and the number of return strokes per minute n1(c.p.m.)are constant, the rated fatigue life Lh(hr)is calculated by the following formula.


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4.スライドユニット荷重の算定 Calculation of Slide Unit Load
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1. 運転係数  Driving Facto

スライドユニットに作用する荷重は、テ−ブル質量、切削力などの外部荷重と加減速パタ−ンによる慣性力などです。これらの荷重は正確な計算が困難なものが多く、とくに運転中に振動や衝撃をともなう場合は、各スライドユニットに分布する動的荷重を求めることは容易ではありません。従って、理論的な計算で求めた荷重に経験によって得られた運転係数fd乗じてスライドユニットにかかる荷重を求めます。
なおスライドユニット材質にステンレス材を使用し、硬さが低くなる場合や、使用時に温度が100度C以上になる場合は、更に係数を乗ずる必要がありますので、弊社へご相談ください。

The load acting against the slide unit is composed of the external load, such as the weight of the table, the cutting force and the inertia force caused by the change in speed or by heavy impact or vibration. These latter types of loading are often difficult to calculate. Therefore, the applied load should be multiplied by a driving factor fd to give the effective external load on the slide unit.
In case of using low hardened steel such as stainless steel or when operating temperature may exceed 100°C, it is necessary to multiply by an additional factor. In such a case, please contact us.
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運 転 状 況Operating Condition

fd

衝撃のない円滑な運転の時
Smooth Running without Impact

1.0〜1.2

走行速度 15m/min以下
Speed under 15 m/min

軽い衝撃のある運転の時
Running with Light Impact

1.2〜1.5

走行速度 60m/min以下
Speed under 60 m/min

大きい衝撃、振動のある運転の時
Running with Heavy Impact

1.5〜3.0

走行速度 60m/min以上
Speed over 60 m/min

P=fd・Pc・・・・・・・(4)
 P : スライドユニットにかかる荷重 [N]
    load on slide unit
fd : 運転係数
   driving factor
Pc : 理論的な計算荷重 [N]
    applied load

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2. スライドユニット内部負荷に対する予圧の影響 Effect of Preload on Internal Load Slide Unit

予圧をかけたスライドユニットに外力が作用した時の内部負荷は下記の用にして求められます。
Internal load PA is determined by external force F and preload of slide unit PPL.


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3. 垂直荷重と水平荷重の合力 Resultant Force of Vertical Load and Horizontal Load

スライドユニットに作用する垂直荷重と水平荷重の合力は次式で求められます。
Resultant force of vertical load and horizontal load is determined as follows.

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4. ラジアル荷重とモ−メント荷重の合力 Resultant Force of Radial Load and Moment Load

スライドユニットに作用するラジアル荷重とモーメント荷重の合力は次式で求められます。
Resultant force of radial load F and momentload is determined as follows.


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5. 変動荷重に対する平均等価荷重の計算 Calculation of Load Variation relating Mean Load

スライドユニットに加わる荷重が変動する場合は、個々の変動荷重P1P2_Pn の替わりに平均等価荷重Peを用います。
平均等価荷重とは、動する荷重群が与える寿命と等しい寿命を与える一定値の荷重のことで、近似的に次のように求めることが出来ます。

In applications where the load to the slide unit varies, mean load should be used instead of discrete load variations P1P2・・・Pn.
The mean load is the constant value of load giving the life equal to the life that the average value of the collection of all varying loads allows to give.


1)荷重と走行距離が段階的に変化する場合 For cases when the load and travel vary gradually;

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2)荷重が単調に変化する場合  For cases where the load is relatively unchanged;

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3)荷重が正弦曲線的に変化する場合 Sinusoidal Load Change


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6. 摩擦抵抗力 Frictional Sliding Resistance

荷重計算時に、LMBガイドの摩擦抵抗力が必要になる場合があります。摩擦抵抗力は次式で求めることが出来ます。
For correct load calculation, knowing the frictional resistance of slide unit becomes necessary.
The calculation of frictional resistance is as follows.

F=μW+f ・・・・・・・・・・・・(9)
 F : 摩擦抵抗力 [N]
    frictional resistance force
 W : スライドユニット荷重 [N]
    slide load
 μ : 摩擦係数
    coefficient of friction
 f : シ−ル抵抗力 [N]
  seal resistnce force

TSK精密LMBガイドの摩擦係数μは、予圧T0の状態で0.003〜0.005となります。
摩擦抵抗力は予圧を与えたり偏荷重が作用した場合増加します。詳細は弊社にお問い合わせ下さい。

The coefficient of friction μ for TSK Precision LMB Guide is 0.003〜0.005 with no preload.
It grows with the preload set or the biased load operated. Further, please contact our company.

計算例 Example

図のようにシ−ル抵抗4.9NのHS25T型LMBガイド4個を使用して質量1600kgのテ−ブルを移動させた時の摩擦抵抗を求めます。
For a slide load(m)of 1600kgf on 4 slide units of HS25T-type, the frictional resistance"F" is calculated:

F=9.8μm+f
=(9.8x0.004x1600)+( 4.9x4)
=82.3N



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7. スライドユニットへの荷重配分 Load Distribution to Slide Unit

寿命計算に当たっては、LMBガイドに作用する外部荷重が、個々のスライドユニットにどのように配分させるかを検討する必要があります。一般的な例として横軸、垂直横軸、縦軸、ガイドねじ送りの場合の配置例を示します。この場合、加減速時及び等速運動時に、個々のスライドユニットにかかる荷重は次のようになります。

For the life calculation, it is necessary to examine how the extended load operating on an LMB guide is destributed to each slide unit. As general examples, four plane of horizontal axis, perpendicular horizontal axis, vertical axis and acceleration/deceleration are shown below.
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