如何计算占空比及其对机器寿命的意义

确定使用滚珠或滚子的线性系统的寿命相对简单，这要归功于 L10 轴承寿命方程，它以米的行程（对于直线轴承）或转数（对于螺钉）给出寿命。对于滑动轴承和丝杠，制造商通常使用轴承的 PV 值和运行条件来提供预期的运行小时寿命。

但是机器制造商和最终用户通常想知道系统将持续多久，以月或年为单位，而不是米或转数。换句话说，他们想知道机器或应用程序将以多快的速度“用完”已计算出的米数、转数或寿命小时数。为了将计算出的轴承寿命转换为有用的使用寿命，我们需要知道机器的工作周期——或者系统运行的距离和频率。

直线导轨

使用寿命由轴承的寿命和机器的工作周期决定。

在某些应用中，如果考虑到占空比，就米或行程小时数而言似乎很长的使用寿命可能只是几个月的使用时间。将寿命从米或小时转换为数月或数年可以帮助机器制造商确定他们是否需要具有更高负载能力的更大轴承（这反过来会提供更长的寿命），或者他们是否应该完全考虑不同类型的轴承。

与可以无限期地在一个方向上移动的旋转轴承不同，直线运动应用涉及来回运动。最简单的应用程序在一个周期内向前和向后移动相等的距离。但是许多应用程序需要中间移动，这意味着一个周期的行程实际上比单个完全移出和完全移回的行程更长。

在本例中，我们将在需要向前移动 800 mm，然后部分向后移动 200 mm，然后再次向前移动 200 mm，然后返回 800 mm 的应用中使用 20×20 滚珠丝杠回到初始位置。

假设我们已经计算出螺杆组件的 L10 寿命，结果为 74,000,000 转。由于我们的应用是根据线性行程定义的，因此我们将计算出的寿命（转数）乘以丝杠的导程（丝杠每转的行进距离），从而将寿命（以转数为单位）转换为以米为单位的寿命。

接下来，我们需要确定一个机器循环所需的总行程，从循环开始到原位。

现在，我们通过将螺杆的行程寿命（以米为单位）除以每个机器周期的行程（以米为单位）来表示螺杆的寿命。

现在我们需要知道机器完成或“用完”这 740,000 个生命周期需要多长时间（以年计）。

假设机器需要 1.5 分钟来完成一个完整的循环，同时考虑移动时间和循环之间的任何停留时间。每 1.5 分钟一个周期意味着每小时 40 个周期（60 分钟/小时 ÷ 1.5 分钟/周期 = 40 个周期/小时）。

我们还假设机器每天连续运行两班或 16 小时。 （由于机器更换或维护，这 16 小时内可能会有一些停机时间，因此使用 16 小时是保守估计。）因此，机器一天运行 640 个周期（40 个周期/小时 * 16 小时/天 = 640周期/天）。

现在让我们假设机器每周运行 5 天，每年 50 周，所以每年 250 天。现在我们可以计算一年中的循环次数和行驶距离。

由于我们已经计算了每年循环和每年米的 L10 寿命，我们可以使用这些值中的任何一个来确定滚珠丝杠的预期使用寿命。或者使用这两个值来仔细检查我们的计算。

在周期方面：

在旅程方面：

根据机器的工作周期和滚珠丝杠的计算寿命 740,000 次机器循环（1,480,000 米的行程），丝杠的使用寿命应约为 4.6 年。