直线系统的额定寿命
只要在进行载荷时直线系统在做往复运动,就会产生不断作用于直线系统的应力,由于材料疲劳,便会在滚动体和滚道之间产生剥落。直至第一次产生剥落时直线系统的移动距离称为系统的寿命。即使在相同的条件下使用同样尺寸、结构、材料、热处理方式、加工方法的系统,其寿命也不尽相同。这些差异由材料本身疲劳程度的差异引起。以下说明的额定寿命用作直线系统预期寿命的一个指标。
额定寿命(L)
额定寿命为在同样的条件下,同样尺寸的多个系统未产生剥落的90%的系统移动的总距离。额定寿命可以使用基本额定动载荷和直线系统上的载荷根据以下等式算出:

L:额定寿命(千米) C:基本额定动载荷(N) P:载荷(N)
由于实际载荷不易进行计算,所以在设计直线运动系统时,应考虑到震动冲击载荷以及载荷分配的补偿和影响。额定寿命还受工作温度范围影响。在这些条件下,表达式如下:

L:额定寿命(千米) C:基本额定动载荷 P:载荷(N) FT:温度系数 FH:硬度指数 FC:接触系数 FW:载荷系数
额定寿命(单位:小时)可以通过得到每单位时间的移动距离进行计算。当行程长度和行程数为常量时,可以通过以下表达式得到额定寿命(单位:小时):

Lh:额定寿命(hr)(单位:小时) L:额定寿命(千米) N1:每分钟行程数(cpm)
硬度指数(FH)
使用直线轴承时,轴必须足够坚硬。如硬度不够,允许的载荷将会降低并且轴承的寿命将会缩短。

温度系数(Fr)
如果直线系统的温度超过100,则直线系统和轴的硬度会降低,从而使允许的载荷相对于在室温下使用的直线系统的载荷降低。

接触系数(Fc)
一个轴上通常使用两个或多个直线轴承。因此,根据每个加工精度,每个线性系统的载荷都不同。由于直线轴承的载荷不均衡,每个轴上的直线轴承对系统的载荷作出更改。
每个轴上的直线系统 |
接触系数 |
1 |
1.00 |
2 |
0.81 |
3 |
0.72 |
4 |
0.66 |
5 |
0.61 |
在计算直线系统的载荷时,有必要得到精确的物体重量、基于移动速度的惯性力、载荷力矩、以及每个随时间变化的过程。然而,由于往复运动涉及开启和停止以及震动和冲击的重复,所以不易对这些值进行精确计算。更实际的方法是在考虑到实际的运行条件下得出载荷系数。