A classificação de carga estática de um fuso de esferas, normalmente mostrada comoC0aoucomem um catálogo, é um valor de referência usado para avaliar se uma carga axial estacionária, de movimento muito lento ou de pico pode causar deformação permanente no contato entre as esferas e as pistas.
Não deve ser interpretado como a carga de trabalho recomendada. Um fator de segurança estática deve ser aplicado e o eixo do parafuso também deve ser verificado quanto a empenamento, rigidez de montagem e outros limites de aplicação.
Definição da classificação básica de carga estática C0a
A classificação de carga estática básica é a carga axial constante na qual a deformação permanente combinada do elemento rolante e da pista no ponto de contato mais fortemente tensionado atinge aproximadamente0,0001 vezes o diâmetro da bola.
Esta quantidade de deformação é muito pequena, mas um recuo na pista pode afetar o movimento subsequente do fuso de esferas. Os possíveis sintomas incluem:
- Maior resistência à corrida
- Vibração ou ruído anormal
- Suavidade de movimento reduzida
- Perda de consistência de posicionamento
- Danos acelerados nas superfícies de contato da esfera e da pista
Por esta razão, C0a representa uma classificação de referência baseada na deformação, em vez de uma carga que deveria ser aplicada diretamente na operação normal da máquina.
Quando a classificação de carga estática é usada?
A classificação de carga estática requer atenção especial quando o fuso de esferas é exposto a uma força axial elevada enquanto está parado ou se move em velocidade muito baixa. As condições típicas incluem:
- Um eixo vertical segurando uma carga enquanto está parado
- Alta força de fixação ou pressão aplicada em baixa velocidade
- Parada de emergência ou impacto repentino
- Aceleração e desaceleração rápidas
- Sobrecarga temporária durante a configuração da máquina ou colisão
- Transporte ou manuseio de cargas aplicadas antes da máquina começar a operar
Estática não significa simplesmente que a máquina está desligada. As cargas de pico geradas por uma parada de emergência, impacto ou mudança repentina na força do processo também devem ser avaliadas em relação à capacidade de carga estática.
A classificação de carga estática não é a carga de trabalho permitida
A carga axial máxima permitida pode ser estimada a partir da classificação de carga estática básica e de um fator de segurança estática apropriado:
Carga axial estática permitida: Fa,max = C0a ÷ fs
Onde:
- F, máx.= carga axial máxima admissível
- C0a= classificação básica de carga estática
- fs= fator de segurança estática
Um fator de segurança de limite inferior comumente usado é aproximadamente2 para equipamentos sem vibração ou impactoe aproximadamente5 onde houver vibração ou impacto. O valor final deve ser selecionado de acordo com o risco da máquina, a incerteza da carga, o comportamento de parada e as consequências da falha.
Exemplo de carga estática DLY SFU1604
Para um fuso de esferas DLY SFU1604-4, a classificação de carga estática do catálogo é de aproximadamente1.270kgf. Esta é uma classificação de força axial; não deve ser descrito simplesmente como uma massa suportada de 1.270 kg.
| Doença | Fator de segurança estática | Carga de referência calculada |
|---|---|---|
| Nenhuma vibração ou impacto significativo | fs = 2 | 1.270 ÷ 2 = 635kgf |
| Vibração, impacto ou pico de carga incerto | fs = 5 | 1.270 ÷ 5 = 254kgf |
Estes valores ilustram como um fator de segurança é aplicado; elas não são recomendações completas de carga da máquina. Para um parafuso longo sob compressão, a carga permitida pode ser limitada porempenamento do eixoantes que o contato entre a esfera e a pista atinja a classificação estática do catálogo.
Classificação de carga estática versus classificação de carga dinâmica
| Parâmetro | Classificação de carga estática C0a | Classificação de carga dinâmica Ca |
|---|---|---|
| Objetivo principal | Avalia o risco de deformação permanente do contato | Usado em cálculos de vida útil nominal à fadiga |
| Condição relevante | Estacionário, movimento muito lento ou pico de carga | Operação repetida sob carga axial |
| Método de seleção | Compare o pico de carga axial após aplicar fs | Calcule a vida útil a partir da carga operacional equivalente |
| Preocupação principal | Indentação ou deformação permanente | Fadiga por contato rolante ao longo do tempo |
Um fuso de esferas pode passar na verificação de carga estática, mas ainda assim ter vida dinâmica insuficiente. Por outro lado, um parafuso selecionado apenas a partir da sua classificação dinâmica pode ser danificado por uma carga de impacto curta, mas severa. Ambas as classificações devem, portanto, ser verificadas de forma independente.
Para uma explicação mais ampla sobre cargas nominais e cargas reais da máquina, consulte o guia DLY paracapacidade de carga do parafuso de esfera.
O que determina a classificação de carga estática do catálogo?
O valor C0a mostrado em uma tabela de produtos é determinado pela geometria interna e distribuição de carga daquele conjunto específico de fuso de esferas. Variáveis de projeto importantes incluem:
- Diâmetro da bola
- Geometria da pista e ângulo de contato
- Número de bolas carregadas e circuitos de circulação
- Dimensões da porca e da ranhura do parafuso
- Condição do material e do tratamento térmico
- Precisão de fabricação e distribuição de carga
O diâmetro nominal do eixo por si só não é suficiente para comparação. Dois parafusos esféricos de 16 mm podem ter classificações estáticas diferentes quando o avanço, o diâmetro da esfera, o número de circuitos ou a construção da porca forem diferentes.
Por exemplo, os dados de referência DLY listam o SFU1605-3 em aproximadamente1.240kgfC0a e o SFU1605-4 em aproximadamente1.790kgfC0a. Ambos têm um diâmetro nominal de 16 mm e um cabo de 5 mm, mas os diferentes arranjos de circuito resultam em diferentes classificações de carga.
Você pode revisar essas configurações na páginaPágina de especificações da porca do parafuso esférico DLY 1605.
Outros limites que devem ser verificados
A capacidade de carga estática é apenas uma parte da seleção do fuso de esferas. Antes de confirmar um modelo, verifique separadamente as seguintes condições:
- Flambagem sob compressão:Eixos de parafuso longos e delgados podem dobrar sob compressão axial.
- Vida dinâmica:Cargas operacionais repetidas devem ser avaliadas usando a classificação de carga dinâmica.
- Velocidade permitida:O diâmetro do eixo, o comprimento sem suporte e a disposição do suporte afetam a velocidade crítica.
- Capacidade de suporte:BK/BF, FK/FF ou outras unidades de suporte devem ser adequadas à carga axial aplicada.
- Cargas de aceleração e parada:A força máxima pode ser substancialmente maior que a carga operacional constante.
- Alinhamento de montagem:O desalinhamento pode criar força radial adicional e carga interna irregular.
- Segurança do eixo vertical:Um freio, contrapeso ou outro dispositivo de retenção pode ser necessário porque um fuso de esfera pode retroceder.
Para requisitos de carga axial mais elevados, revise osopções de fusos de esferas para alta carga, mas a seleção final ainda deve ser baseada nas condições operacionais completas.
Informações necessárias para verificação de carga
Para verificar se um fuso de esferas tem capacidade estática suficiente, forneça:
- Carga axial máxima e normal
- Orientação de montagem horizontal ou vertical
- Curso e comprimento total do parafuso
- Velocidade operacional e aceleração
- Impacto esperado ou condições de parada de emergência
- Arranjo fixo, suportado ou de extremidade livre
- Vida útil necessária e precisão de posicionamento
- Modelo de fuso de esferas ou desenho dimensional, se já selecionado
O DLY pode comparar o pico de carga axial com C0a e também revisar a carga dinâmica, a flambagem e os limites de velocidade. Envie os parâmetros da aplicação em vez de selecionar um fuso de esferas apenas com base na classificação de carga estática.
Entre em contato com a DLY
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