電動缸選型參數——絲桿的動載與靜載，電動缸的壽命

關于絲桿導軌靜載和動載問題與絲桿壽命相關定義詮釋。

一、基本靜額定負荷

（1）基本靜額定負荷（C0）的定義

導軌在靜止或運動中若承受過大的負荷，或受有很大沖擊負荷時，會導致珠道接觸面和鋼珠產生局部的永久變形；當永久變形量超過某一限度，將妨礙直線導軌運動的平穩性。基本靜額定負荷便是容許這個永久變形量的極限負荷。依照定義：負荷的方向和大小不變的狀態下，在受到最大應力接觸面處，鋼珠與珠道表面的總永久變形量恰為鋼珠直徑萬分之一的靜止負荷。

基本靜額定負荷的數值詳列于各規格尺寸表中；使用者可參照表格選用適合的直線導軌，但必須注意的是被選用的直線導軌在運行中所受的最大靜負荷不可超過其基本靜額定負荷。

（2）容許靜力矩（M0）的定義當滑塊中受到最大應力的鋼珠達到上述定義之靜額定負荷時，此時滑塊所承載之力矩稱為靜額定力矩。在直線導軌運動中是以MR、MP、PY這三個方向來定義

（3）靜安全系數當直線導軌使用在慢速運動或作動頻率不高的狀況下，需考慮靜安全系數。根據不同的使用狀況，計算靜負荷必須考慮不同的安全系數，尤其是當導軌受有沖擊性負荷時，需要取用較大的安全系數。

1、fSL=C0/P或是fsm=M0/M

2、fSL：靜安全系數

3、fSM：靜安全系數（力矩負荷）

4、C0：基本靜額定負荷（kN）

5、M0：容許靜力矩（kN·m）

6、P：工作負荷（kN）

7、M：靜力矩負荷（kN·M）

二。基本動額定負荷

（1）基本動額定負荷（C）的定義基本動額定負荷用于直線導軌承受負荷并作滾動運動時的壽命計算。其定義是在負荷的方向和大小不變的狀態下，直線導軌的額定壽命為50km時的最大負荷，此值詳列于各規格尺寸表中，使用者可借由此值預先估算出選用之直線導軌的額定壽命。

三、導軌的壽命當導軌承受負荷并作運動時，珠道表面與鋼珠因不斷地受到循環應力的作用，一但到達滾動疲勞的臨界值，接觸面就會開始產生疲勞破損，并在部分表面發生魚鱗狀薄片的剝落現象，此種現象叫做表面剝離。壽命的定義即為珠道表面及鋼珠因材料疲勞產生表面剝離時為止的總運行距離。

2.額定壽命絲桿的壽命，具有很大的分散性，即使同一批制造的產品，在相同的運動狀態下使用，壽命也會有所不同；這大多歸咎于材料本身在疲勞特性上固有的變化。因此為定義絲桿的壽命，一般以額定壽命為基準；其定義是：以一批同樣的產品，逐個在相同的條件及額定負荷下運行，其中90%未曾發生表面剝離現象而能達到的總運行距離。電動缸壽命一般指絲桿壽命，因為其他部件可更換。選型正確的電動缸，在額定壽命外也能長期工作。相應的精度可能會磨損。

3.壽命的計算

導軌的壽命會因實際承受工作負荷而不同，可以選用導軌的基本動額定負荷及工作負荷推算出使用壽命。

4.壽命系數

（1）硬度系數（fh）

導軌的珠道接觸表面硬度要求在一定的硬化深度之硬度為HRC58-62，倘若硬度值無法達到要求的水準，將會降低PMI導軌的額定負荷及使用壽命，此時動、靜額定負荷為尺寸表列值再乘以對應的硬度系數。

（2）溫度系數（ft）

系統溫度會對導軌的材質有影響，當溫度高于100°C時直線導軌的額定負荷及使用壽命將會降低，此時動、靜額定負荷為尺寸表列值再乘以對應的溫度系數。由于有些配件是塑膠材質較不耐高溫，故建議使用溫度應低于100°C。

（3）負荷系數（fw）

作用于導軌的負荷，除裝置本身自重、起動停止時的慣性負荷及因懸置而產生的力矩負荷外，還有因運動伴隨而來的震動及沖擊負荷，此種型式的負荷并不容易算出，根據經驗依負荷狀況及使用速度，建議將計算負荷值再乘以對應的負荷系數。