В любой системе движения понимание типа и направления приложенных и результирующих нагрузок важно для определения срока службы подшипника и анализа прогиба. В системах линейного движения мы обычно используем декартовы координаты (X, Y и Z) для определения размещения и направления нагрузок. Но для вращающихся компонентов, таких как винты, реечные передачи или системы ремней и шкивов, нагрузки обычно описываются как осевые или радиальные — термины, заимствованные из технологии вращающихся подшипников. Эти термины также иногда используются для описания нагрузок на линейные направляющие, хотя их отношение к направлению нагрузки может варьироваться в зависимости от производителя и типа направляющих.

Здесь мы рассмотрим, как радиальные и осевые нагрузки влияют на системы линейного перемещения, и объясним термины, обычно используемые для описания нагрузок на линейные направляющие.

Осевые нагрузки: параллельно направлению движения.

Терминология вращающихся подшипников определяет осевые нагрузки как те, которые возникают параллельно оси вращения (оси X), и вращающиеся линейные приводы, такие как винты, системы ремней и шкивов или реечные передачи, также используют эту терминологию. Осевые нагрузки — это нагрузки, которые система должна преодолеть для создания движения, их также обычно называют осевыми нагрузками. В шариковых и ходовых винтовых передачах осевые нагрузки также могут привести к отклонению или короблению вала винта.

Обратите внимание, что линейные направляющие не воспринимают осевые нагрузки, поскольку их единственная степень свободы (степень движения) находится вдоль оси X.

Радиальные нагрузки: перпендикулярно направлению движения.

Как и в случае с вращающимися подшипниками, терминология линейного привода определяет радиальные нагрузки как нагрузки, возникающие перпендикулярно оси движения в направлении Y или Z. (Обратите внимание, что нагрузки, возникающие под углом между тремя ортогональными осями, могут быть разделены на компоненты, которые возникают исключительно по X, Y или Z.)

Поскольку механизмы линейного привода рассчитаны только на осевые нагрузки, а не на радиальные, они обычно используются в сочетании с линейными направляющими, которые выдерживают любые радиальные нагрузки в направлениях Y (горизонтальном) или Z (вертикальном).

Для линейных направляющих терминология варьируется, когда речь идет об описании нагрузок, действующих перпендикулярно оси движения, в зависимости от типа направляющей и того, действует ли нагрузка в направлении Y или Z. Например, поскольку линейные направляющие с круглым валом способны вращаться, обычно используется термин «радиальная нагрузка».

Для невращающихся линейных направляющих, таких как профилированные рельсовые направляющие, скрещенные роликовые направляющие или направляющие типа «ласточкин хвост», радиальные нагрузки, возникающие вдоль оси Z, часто описываются как «нормальные нагрузки», «растягивающие нагрузки» (для тех, которые направлены в положительном направлении Z). ) или «сжимающие нагрузки» (для тех, которые расположены в отрицательном направлении Z)

Нагрузки, возникающие вдоль оси Y (горизонтально, перпендикулярно направлению движения), часто называют «боковыми нагрузками», «поперечными нагрузками» или «поперечными нагрузками». Важно отметить, что хотя линейные направляющие предназначены для восприятия нагрузок как в направлениях Y, так и в направлениях Z, тип подшипника и расположение дорожек качения могут привести к различной грузоподъемности в разных направлениях.

Соглашение об наименовании нагрузок на телескопических направляющих, которые часто монтируются по бокам, отличается от правил наименования других линейных направляющих. В телескопических направляющих радиальные нагрузки, возникающие в вертикальном направлении, действуют в сторону направляющей. А осевые нагрузки, возникающие в горизонтальном направлении, перпендикулярном направлению движения, действуют в сторону (или от) вершины направляющей.