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直线执行器的类型

21 十一月 2017
Jimmy Coleman

上次,我们在“什么是直线执行器”一文中,介绍了一些用于直线负载运动的常用机械装置类型。今天的博客文章将会展开论述这个主题,更详细地介绍在运动控制应用中使用的不同类型的机械装置。

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将电机的旋转运动转换为直线运动是所有直线执行器的关键性作用。通常使用两种类型的机械装置来完成这种转换:滑动丝杠和皮带传动。滑动丝杠是一种传动组件,使用丝杠和螺母将旋转运动转换成直线运动。当电机转动丝杠时,丝杠的螺纹沿着行程长度方向推动螺母。螺母安装到轴承支承系统上,以防止其旋转,并允许其沿着丝杠的轴线方向移动。通常,执行器壳体提供螺母引导及推动作用力。但是,许多无杆执行器和精密工作台都使用轮廓轴承导轨来支承螺母和托架。术语“滑动丝杠”是描述沿行程长度推动螺母的丝杠统称。滑动丝杠通常有两种设计:滚珠丝杠和滑动丝杠(ACME丝杠)。 

滚珠丝杠由丝杠和螺母组成,螺母内有滚珠轴承。这样可以使丝杠在螺母内旋转,减少摩擦力。由于摩擦力很小,这种设计使直线执行器能够减少作用力损失,并且能够以更高速度运行,延长工作周期,而不会过热。然而,由于螺母内的滚珠轴承晃动,滚珠丝杠有明显的噪音。

滑动丝杠的设计更为简单。丝杠螺纹与螺母螺纹直接啮合。ACME丝杠是一种滑动丝杠设计,螺纹具有特定的梯形形状,可提供最大的强度。由于螺母内没有轴承,因此丝杠螺纹和螺母螺纹直接接触,产生明显的摩擦。摩擦即有好处也有坏处。举例来说,ACME螺母内的摩擦力使其能够承受大型负载,而不会造成丝杠反向驱动(自行启动)。因此它像是一个自动制动器。但是摩擦也会产生热量,这意味着必须限制速度和工作周期,以防止过热。

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 皮带驱动器包括一条长时皮带,围绕无杆执行器两端的皮带轮转动。一端的皮带轮由电动机驱动,通常会经过一个齿轮减速器。另一端的皮带轮是惰轮,通常提供皮带张力调节。这种机械装置的传动速度远远超过ACME丝杠和滚珠丝杠的最大速度。其运行也非常安静。如果用户对于滚珠丝杠执行器的声音感到陌生,可能会因为其发出的声响而认为发生了故障。相比之下,皮带驱动器更平滑,更安静,即使在更高速度下运行。

了解直线执行器的优缺点能够帮用户选择合适的执行器类型,以满足特定的应用要求。直线执行器适合许多类型的应用,包括取放、压制、冲压分度器、输送机转向、数控铣削、激光切割、焊接、测量、移动门等机械联动控制及其他应用。每种应用都具有独特的要求,特定类型的执行器能够很好地满足这些要求。

备注:科尔摩根供应EC系列和N2系列滚珠丝杠和ACME丝杠电动缸,提供滚珠丝杠和ACME丝杠选项,支持多种传动比。R系列无刷执行器包括滚珠丝杠、ACME丝杠和皮带驱动选件,支持多种齿轮传动比。DS4和DS6是精密运动工作台,仅使用滚珠丝杠。所有直线执行器均包含适当规格的电机,用于转矩、速度和运动控制。这些电机包括有刷直流、步进和无刷伺服电机。

关于作者

Jimmy Coleman

Jimmy Coleman - Author
Jimmy Coleman是科尔摩根客户支持部门L2技术支持小组的系统工程师。他于1999年在弗吉尼亚理工学院获得土木工程理学学士学位。在加入科尔摩根前,Jimmy曾就职于一家小型公司,负责石油产品定制分析仪器的电气和机械设计以及制造工作。Jimmy在2004年加入科尔摩根。他积极参与现场总线通信协议方面的工作,同时也负责为面向各种应用的机械、伺服、步进和可编程产品提供支持。他乐于接受挑战,为感兴趣的应用寻找解决方案。Jimmy大部分业余时间都会与家人在一起。他最喜欢的业余活动包括房屋修葺、汽车保养、打保龄球、滑旱冰和去海边游玩。您可以点击此处联系Jimmy:Jimmy Coleman

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