Какво представлява сферично-винтовият задвижващ механизъм и как да изберем правилния сферично-винтов задвижващ механизъм?

Какво е задвижващ механизъм със сферичен винт?

Задвижващият механизъм със сферичен винт е устройство за линейно движение, което преобразува въртеливото движение в-праволинейно движение с помощта на механизъм със сферичен винт. В повечето проекти моторът задвижвасферичен винт, исачмено-винтова гайкасе движи по вала на винта, за да избута, издърпа, повдигне, позиционира или регулира товар.

В сравнение с обикновен задвижващ механизъм с водещ винт, линейният задвижващ механизъм със сачмен винт използва въртящ се контакт между топките, вала на винта и гайката. Това намалява триенето и помага на задвижващия механизъм да постигне по-висока ефективност, по-добра точност на позициониране, по-плавно движение и по-дълъг експлоатационен живот.

В промишлената автоматизация задвижващите механизми със сачмен винт се използват широко, когато една машина се нуждае от контролирано линейно движение, но не може да приеме по-ниската ефективност, по-високото износване или по-голямата хлабина, често срещана в обикновените плъзгащи се винтови системи.

Типичният задвижващ механизъм със сачмен винт може да включва:

• Сферично-винтов вал
• Сачмено-винтова гайка
• Стъпков двигател или серво мотор
• Съединителна или директно{0}}моторна структура
• Носеща опора
• Корпус или монтажна скоба
• Анти{0}}ротационна или направляваща структура
• Допълнителен енкодер, контролер или драйвер

Някои компактни електрически задвижващи механизми със сачмен винт интегрират директно вала на двигателя и вала на сферичния винт. Тази структура премахва съединителя, скъсява общата дължина и намалява броя на механичните части в системата за линейно движение.

Как работи линеен задвижващ механизъм със сферична винтова връзка?

Принципът на работа на линейния задвижващ механизъм със сферичен винт е прост, но много ефективен.

Когато двигателят се върти, сферичният винт се върти с него. Топките вътре в гайката се търкалят по жлеба на винта, позволявайки на гайката да се движи линейно с ниско триене. Посоката на движение зависи от посоката на въртене на двигателя, а разстоянието на движение зависи от хода на винта и броя на оборотите на двигателя.

Например, ако сачмен винт има 5 mm ход, гайката се движи с 5 mm за всеки пълен оборот на винта. Ако задвижващият механизъм се задвижва от стъпков двигател или серво мотор, линейното движение може да се управлява чрез импулсни сигнали, обратна връзка на двигателя или система за управление със затворен -контур.

Ето защо сачмено-винтовите задвижващи механизми обикновено се избират за приложения, при които повтаряемото линейно позициониране е по-важно от простото бутащо движение.

Задвижващ механизъм със сферичен винт срещу задвижващ механизъм с водещ винт

Много купувачи сравняват задвижващ механизъм със сферичен винт със задвижващ механизъм с водещ винт, преди да изберат решение за линейно движение.

Задвижващият механизъм с водещ винт използва триене при плъзгане между винта и гайката. Често е с по-ниска цена и е подходящ за леки-натоварвания или ниско{2}}скоростни приложения. Триенето при плъзгане обаче означава и по-ниска ефективност, повече топлина, по-високо износване и обикновено по-ограничена точност при дългосрочна-използване.

Задвижващият механизъм със сферичен винт използва въртящ се контакт. Това го прави по-подходящ за приложения, изискващи по-висока ефективност, по-висока скорост, повтарящо се позициониране и по-дълъг експлоатационен живот.

При практичния дизайн на машината, задвижващ механизъм с водещ винт може да е достатъчен за проста настройка или ниско{0}}натоварено движение. Но когато машината се нуждае от непрекъснато движение, по-голяма тяга, по-добро позициониране или по-малко износване, линейният задвижващ механизъм, задвижван от сферичен винт, обикновено е по-добрият избор.

Основни типове сачмено-винтови задвижки

Съчменно-винтовите задвижващи механизми не са направени по един и същи начин. Според структурата на винта, двигателя и анти{1}}ротационния механизъм те могат да бъдат разделени на няколко общи типа.

1. Външен сферично-винтов задвижващ механизъм

Задвижващият механизъм със сачмен винт от външен тип има винтов вал, простиращ се извън тялото на двигателя. Моторът задвижва сферичния винт директно или чрез съединител, а гайката се движи по открития вал на винта.

При компактни конструкции валът на двигателя и сферично-винтовият вал могат да бъдат интегрирани в една структура. Това премахва съединителя и помага за намаляване на общата дължина на задвижващия механизъм.

Външните сферично-винтови задвижващи механизми често се използват в малко оборудване за автоматизация, позициониращи етапи, измервателни устройства и компактни машинни единици, където пространството е ограничено, но все пак се изисква точно линейно движение.

2. Захващащ сферичен винтов задвижващ механизъм

Задвижващият механизъм със сачмен винт от захванат тип включва вътрешна структура против -въртене. Това означава, че движещият се вал може да се удължава и прибира, без да е необходимо конструкторът на машината да добави външен механизъм против-въртене.

Тази структура е полезна, когато задвижващият механизъм трябва да работи като компактен електрически цилиндър. Спестява място за монтаж и опростява механичния дизайн.

Задвижващите механизми с прихванат сферичен винт са подходящи за приложения, при които клиентът иска готов-за-монтиране линеен задвижващ механизъм с направлявано движение.

3. Задвижващ механизъм без-захващащ сферичен винт

Не{0}}задвижващият механизъм със сачмен винт има по-проста структура. Сферичният винт преминава през кух двигател, но самият винт се нуждае от външен анти{2}}ротационен дизайн по време на употреба.

Този тип може да бъде много компактен и лек, но изисква повече внимание по време на проектирането на машината. Без външно насочване или анти{1}}поддръжка на въртене, винтът може да се върти, вместо да произвежда стабилно линейно движение.

Не-задвижващите механизми често се избират, когато машината вече има водещи релси, плъзгачи или други външни линейни направляващи структури.

Задвижващ механизъм със сферичен винт с двигател: стъпков или серво?

Задвижващ механизъм със сачмен винт с двигател може да бъде изграден с различни типове двигатели. Най-често срещаните опции са стъпкови двигатели и серво мотори.

Задвижващият механизъм със сферичен винт със стъпков двигател е подходящ за много общи приложения за позициониране. Той е сравнително лесен за управление, ценово-ефективен и широко използван в малко оборудване за автоматизация.

Задвижващият механизъм със сачмен винт със серво мотор е по-добър за приложения, изискващи по-висока скорост, управление на затворен -контур, наблюдение на въртящия момент и по-добра динамична производителност. Серво системите могат да намалят риска от загубени стъпки и да подобрят стабилността на управлението при променящи се условия на натоварване.

Някои усъвършенствани линейни задвижващи механизми със сферичен винт използват стъпкови серво мотори, енкодери или интегрирани драйвери. Тези дизайни могат да комбинират компактен размер с по-плавно движение, работа в затворен-контур и опростено окабеляване.

За много купувачи изборът не е само за типа на двигателя. Също така зависи от натоварването, скоростта, хода, точността, метода на управление, пространството за инсталиране и бюджета.

Основни параметри при избора на линеен задвижващ механизъм със сферична винтова задвижка

Когато избират задвижващ механизъм със сферичен винт, купувачите не трябва да сравняват само цената или външните размери. Следните параметри пряко влияят върху производителността и експлоатационния живот на задвижването.

Диаметър на винта

Диаметърът на винта влияе върху твърдостта, товароносимостта и устойчивостта на огъване. По-големият диаметър на винта обикновено е по-добър за приложения с по-голямо натоварване или по-дълъг ход.

За малко оборудване за автоматизация компактните сферично-винтови задвижки могат да използват винтове с малък-диаметър. За по-тежко индустриално движение обикновено се изисква по-голям сферичен винт.

Олово

Воденето на сферичния винт се отнася до това колко далеч се движи гайката, когато винтът се завърти с един пълен оборот.

Малка преднина, като 1 mm или 2 mm, осигурява по-висока разделителна способност на позициониране и по-голяма тяга при по-ниска скорост. По-голяма стъпка, като 5 mm, 10 mm или 12 mm, позволява по-бързо линейно движение, но обикновено произвежда по-ниска тяга при същия въртящ момент на двигателя.

Това е един от най-важните избори при избора на задвижващ механизъм със сачмен винт.

Инсулт

Ходът на сферичния винт е максималното линейно разстояние на движение на задвижващия механизъм.

Актуаторите с къс{0}}ход се използват за фина настройка, тестово оборудване, оптично позициониране и компактна автоматизация. Задвижващите механизми с по-дълъг{2}}ход се използват за прехвърляне, бутане, повдигане и по-големи движещи се платформи.

Необходимият ход трябва да бъде избран въз основа на действителното движение на машината, с достатъчно отстъпки за монтаж и безопасност.

Точност и повторяемост

За приложенията за позициониране повторяемостта често е по-важна от само теоретичната точност.

Ако задвижващият механизъм се използва за тестване, проверка, дозиране, полупроводниково оборудване или прецизно регулиране, трябва да се избере високо{0}}точен задвижващ механизъм със сачмен винт. За общи приложения за натискане или прехвърляне може да е достатъчен стандартен задвижващ механизъм със сферично-винтова валцовка.

Сила на тягата

Силата на натиск зависи от хода на винта, въртящия момент на двигателя, ефективността, скоростта и посоката на монтаж.

Вертикалното приложение обикновено изисква по-внимателно изчисление, тъй като задвижващият механизъм трябва да поддържа натоварването срещу гравитацията. В някои случаи може да е необходима спирачка, противотежест или само-заключващ се предпазен дизайн.

Скорост

Скоростта се влияе от скоростта на двигателя, хода на винта, дължината на винта, критичната скорост и натоварването. По-голяма преднина може да помогне за увеличаване на линейната скорост, но наличната тяга може да намалее.

За високо{0}}скоростна работа купувачът трябва да провери както спецификацията на винта, така и кривата на ефективността на двигателя.

Монтаж и насочване

Задвижващият механизъм със сачмен винт не винаги замества aлинеен водач. В много системи задвижващият механизъм осигурява движеща сила, докато линейните водачи поддържат товара и контролират посоката на движение.

Ако задвижващият механизъм няма вътрешна анти{0}}ротационна или направляваща структура, външни водещи релси илилинейни лагериса необходими.

Това е особено важно за не-незахващащи се задвижващи механизми и сферични винтове, използвани в персонализирани машини.

Често срещани приложения на сферично-винтови задвижки

Сачмено-винтовите задвижващи механизми се използват широко в промишлено и прецизно оборудване, включително:

• CNC и автоматизация на металорежещи машини
• Полупроводниково оборудване
• Медицински и лабораторни уреди
• Оптични системи за позициониране
• Измервателни и контролни машини
• Машини за опаковане
• Роботизирани единици за позициониране
• Малки механизми за повдигане и бутане
• Електронно монтажно оборудване
• Автоматизирани платформи за тестване

В тези приложения се очаква задвижващият механизъм да осигурява плавно линейно движение, стабилно позициониране и надеждна дългосрочна-работа.

Кога трябва да изберете линеен задвижващ механизъм, задвижван със сферичен винт?

Линеен задвижващ механизъм, задвижван със сферичен винт, е добър избор, когато вашето приложение изисква едно или повече от следните:

• По-висока ефективност от водещия винт
• По-добра повторяемост
• По-ниско триене и по-дълъг живот
• Компактна структура
• Моторизирано линейно движение
• Точен контрол на позицията
• По-висок работен цикъл
• Плавно движение при натоварване
• Намален механичен луфт
• По-добра производителност в автоматизирано оборудване

Ако приложението се нуждае само от време на време от ръчно регулиране или много евтино-разходно движение, все още може да е приемлив обикновен водещ винт. Но за индустриалната автоматизация задвижващият механизъм със сачмен винт обикновено осигурява по-добър баланс между производителност и експлоатационен живот.

Как да изберем правилния доставчик на задвижващи механизми със сферична винтова задвижка

За B2B купувачите изборът на правилния задвижващ механизъм не се отнася само до модела на продукта. Възможностите на доставчика също имат значение.

Надежден доставчик на задвижващи механизми със сачмен винт трябва да може да поддържа:

• Диаметър на сферичния винт и избор на проводник
• Персонализирана дължина на хода
• Изисквания за крайни машини
• Предложения за съвпадение на двигателя
• Избор на степен на точност
• Оценка на натоварването и скоростта
• Потвърждение на чертежа
• Стабилно партидно производство
• Проверка на качеството преди изпращане
• Техническа комуникация за OEM проекти

За дистрибуторите и производителите на машини стабилните доставки и постоянното качество са особено важни. Дори малка разлика в точността на сферичния винт, предварителното натоварване, обработката на края или монтажа на гайка може да повлияе на крайната работа на задвижващия механизъм.

Контролен списък за закупуване на задвижващ механизъм със сачмен винт

Преди да поръчате задвижващ механизъм със сферичен винт, е полезно да потвърдите следната информация:

• Задължителен удар
• Посока на натоварване: хоризонтална или вертикална
• Тегло на подвижния товар
• Необходима скорост
• Необходима точност на позициониране
• Работен цикъл
• Диаметър на винта и повод
• Тип двигател: стъпков или серво
• Необходимост от енкодер или контрол-затворен цикъл
• Необходимост от вътрешна или външна направляваща структура
• Монтажно пространство и посока на монтаж
• Необходима крайна обработка или персонализиран дизайн на вала
• Количество и график на доставка

Предоставянето на тази информация навреме може да помогне на доставчика да препоръча по-подходящ линеен задвижващ механизъм със сферично-винтова връзка и да избегне ненужни промени в дизайна по-късно.

Заключение

A задвижващ механизъм със сферичен винте ефективно и точно решение за линейно движение за модерно оборудване за автоматизация. В сравнение с обикновените задвижващи механизми с водещ винт, линейните задвижващи механизми със сферичен винт предлагат по-добра ефективност, по-плавно движение, по-дълъг експлоатационен живот и по-висока производителност при позициониране.

За купувачите най-важните фактори за избор включват диаметър на винта, ход, ход, сила на тягата, скорост, точност, тип двигател и инсталационна структура. Конструкциите на външен, захващащ се и не-задвижващ се задвижващ механизъм имат различни предимства, така че правилният избор трябва да зависи от действителния дизайн на машината.

Независимо дали проектирате компактен позициониращ модул, електрически задвижващ механизъм със сферичен винт или цялостна линейна задвижваща система, задвижвана от сферичен винт, изборът на правилната структура на сферичния винт и задвижващия механизъм е първата стъпка към стабилно и надеждно линейно движение.

ЧЗВ

Изпратете имейл на DLY

←Назад към блога