Lineære guider og systemer – inkludert kartesiske roboter, portalsystemer og XY-tabeller – blir vanligvis utsatt for både lineære krefter på grunn av nedadgående, oppadgående og sidelaster og rotasjonskrefter på grunn av overhengt belastning. Rotasjonskrefter – også referert til som momentkrefter – er vanligvis definert som rull, stigning og gjenging, basert på aksen rundt hvilket systemet prøver å rotere.
Et øyeblikk er forårsaket av en kraft som påføres en avstand. En momentkraft forårsaker ikke rotasjon, selv om den ofte forveksles med dreiemoment, som er en kraft som får et legeme til å rotere rundt en akse.
For å definere rull, stigning og gjenging i lineære systemer, Vi trenger først å etablere de tre primære aksene: X, Y og Z.
De to aksene i det horisontale planet er vanligvis definert som X og Y , med X-aksen i bevegelsesretningen. Y-aksen er ortogonal (vinkelrett) på bevegelsesretningen og er også i horisontalplanet. Z-aksen er vinkelrett på både X- og Y-aksen, men den er plassert i vertikalplanet. (For å finne den positive retningen til Z-aksen, bruk høyre høyre regel: pek pekefingeren i retning av positiv X, og krøl den i retning av positiv Y, og tommelen vil indikere positiv Z.)
I flerakse systemer er kjøreretningen til bunnaksen vanligvis definert som X-aksen. Hvis neste akse over den også er horisontal, er den aksen definert som Y, og den vertikale aksen (selv om det er den andre aksen, direkte på toppen av X), er definert som Z-aksen.
Rull, tonehøyde og gjeng er rotasjonskrefter, eller øyeblikk, rundt X-, Y- og Z-aksene. Akkurat som rene lineære krefter, må disse momentkreftene tas i betraktning når man beregner lagerets levetid eller bestemmer egnetheten til et lineært system for å motstå statiske belastninger.
Rull: Et rullemoment er en kraft som prøver å forårsake en systemet for å rotere rundt sin X-akse, fra side til side. Et godt eksempel på rulling er en flybank.
Resirkulerende lagre med «rygg mot rygg» eller » O, ”løpebanearrangement har høyere rullemomentkapasitet enn lagre med et» front-to-front «eller» X «-arrangement, på grunn av den større momentarmen som er dannet av kontaktlinjene mellom kulene og racerbanene.
Bildekreditt: Bosch Rexroth
Pitch: Et stigningsmoment prøver å få et system til å rotere rundt Y-aksen, fra front til bak. For å se for deg tonehøyde, tenk på nesen til et fly som peker nedover eller oppover.
Yaw: Yaw oppstår når en styrke prøver å få et system til å rotere rundt Z-aksen. For å visualisere kjeve, forestill deg et modellfly hengt på en streng. Hvis vinden blåser akkurat, vil flyets vinger og nese forbli i vater (ikke rullende eller pitching), men det vil rotere rundt strengen det henger fra. Dette er yaw.
Både pitch- og yaw-øyeblikk legger overbelastning på kulene som ligger i endene av et lineært lager, en tilstand som noen ganger kalles kantbelastning.
Bildekreditt: NSK
Hvordan motvirke rull-, stignings- og gjengemomenter
Lineære føringer og systemer har høyere kapasitet for rene lineære krefter enn for momentkrefter, så oppløsning av momentkrefter i lineære krefter kan øker lagerets levetid betydelig og reduserer nedbøyning. For rullemomenter er måten å oppnå dette på å bruke to lineære føringer parallelt, med ett eller to lagre per føring. Dette konverterer rullemomentkreftene til rene nedadgående og løftende belastninger på hvert lager.
På samme måte kan bruk av to lagre på en styring eliminere stigningsmomentkrefter, og konvertere dem til rene nedadgående og løftende belastninger på hvert lager. Ved å bruke to lagre på en styring motvirkes også kreft i øyeblikk, men i dette tilfellet er de resulterende kreftene sidekrefter på hvert lager.
Bildekreditt: NSK
Bildekreditt: Newport