Friktion i skenstyrningar
2024-06-17
En anledning till att man vill ha låg friktion är att detta är gynnsamt för livslängden på skenstyrningen. Detta beror på:
- Låg friktion ger låg värmebildning. Friktion bildas när ytor glider mot varandra och då blir det värme.
- Värmebildningen gör att metall sväller och blir större. Det i sin tur gör att ytorna som glider mot varandra kommer att tryckas ännu hårdare mot varandra vilket genererar ännu mer värme.
- Värmebildningen kan även påverka smörjmedlets egenskaper så att smörjningen blir sämre. När ytor glider mot varandra kommer de att slitas.
Vad påverkar friktionen i en linjärstyrning? Några av faktorerna är:
- Om man har en glidstyrning är det två ytor som glider mot varandra med mycket friktion.
- En linjärstyrning däremot har en rullkropp som minskar friktionen radikalt genom att rulla i stället för att glida mot kontaktytorna.
- Kontaktytornas utformning. En kula som rullar mot en rund axel har samma hastighet på hela kontaktytan (som är mycket liten). Om kulan i stället rullar i en skenstyrning är kontaktytorna längre och hastigheten är olika på olika delar av kontaktytan (se 4- respektive 2-punktskontakt, i tidigare inlägg). Detta ger lite högre friktion som resultat men i gengäld är ytan större och tål större krafter. Har man i stället rullar har de samma hastighet över hela kontaktytan och är det bästa alternativet sett ur ett friktionsperspektiv.
Smörjmedel
Framför allt skenstyrningar med kulor mår väl av att smörjas. Smörjmedlet gör att kulan inte får kontakt med kulbanorna. Kulorna ligger och planar (kan jämföras med vattenplaning på en bil) uppe på en smörjfilm. För att detta ska bli optimalt ska man ha ett smörjmedel som har en basoljeviskositet (konsistens) som är tillräckligt tjock för att uppnå detta men inte för tjockflytande så att det blir trögt. OBS, det handlar inte om att ha ett fett eller en olja. Det är den ingående oljans viskositet det handlar om.
Att ett fett är mer tjockflytande än olja beror på att man har blandat oljan med en tvål.
Oftast är de önskade anledningarna till att man vill ha ner friktionen till ett minimum att det ska åtgå så lite energi som möjligt för att förflytta lasten samt att det ska vara så miljövänligt som det är möjligt.
Hur beräknar man friktionskraften som går åt att flytta en last på en skenstyrning?
Om en last som ska flyttas väger 1000 kg (tryckkraft FN ca 10000 N) och skenstyrningen har en friktionsfaktor på 0,002 så åtgår det en kraft på:
FR = µ x FN, vilket i detta fall ger 0,002 x 10 000, det vill säga 20 N. Med 20 N kraft flyttar man lasten på 1 ton.
Sen finns det även friktion i tätningarna som behövs för att man ska kunna få bort smuts. Denna friktion påverkar dock inte linjärstyrningens livslängd.
Här kan ni se en video gällande ämnet med Carry Lindholm från Bosch Rexroth: