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    3. 行星滾柱絲杠應用在電動缸的優勢

      2018-07-27 15:14 應用案例

       

       
              市場上比較常見的電動缸,一般為如下圖所示的結構,伺服電機通過機械傳動裝置(如齒輪、同步帶或聯軸器)驅動滾珠絲杠旋轉,絲杠與滑塊間排列分布著滾珠,沿著絲杠螺紋槽滾動并帶動滑塊完成直線運動,從而實現推拉動作。
      行星滾柱絲杠應用在電動缸的優勢
      上述的電動缸結構雖然已經比較成熟,但是在面對更苛刻的運控挑戰時,依然是捉襟見肘的。
       
      比如:
       
      伺服的高動態響應和精確位置控制
       
      可與液壓執行器相抗衡的超長使用壽命
       
      與液壓執行器相抗衡的極高的功率密度
       
      寬泛的推力范圍和更長的行程(如:可超過2米)
       
      小體積、低重量
       
      抗沖擊能力
       
      超寬的工作溫度范圍
       
      低噪音和振動
       
      為了解決這些難題,一些直線運控產品廠家在其產品中運用了一些特別的技術,來幫助設備用戶在這些方面提升直線運動應用的體驗。今天為大家介紹的就是在一種在某些電動缸產品中應用的特殊的絲杠傳動技術-行星滾柱絲杠。
       
      行星滾柱絲杠應用在電動缸的優勢
       
      采用了行星滾柱絲杠的電動缸,在性能上有哪些優勢呢?
       
      1.超長壽命
       
      當絲杠旋轉并在推桿上產生推(拉)力時,作用力在滾珠絲杠上的力是施加在各個滾珠球面上的一個點的。而這個力在滾柱絲杠上則是施加在螺紋面上的。在同樣的體積空間內,滾柱絲杠的受力承載面積是滾珠絲杠的15倍以上的受力承載面積比較。因此,相對于同規格滾珠絲杠,滾柱絲杠可以提供15倍以上的使用壽。
       
      2.更高的效率
       
      滾珠絲杠中相鄰的珠子在運動中相互撞擊,從而會導致發熱和磨損。滾柱絲杠的小滾柱以行星的形式在大滾柱周圍,沒有相互間的碰撞,因此可以提供更高的傳動效率。
       
      3.更高的速度
       
      滾珠絲杠的珠子相互間的摩擦和振動導致了能量的損耗,另外,滾珠絲杠循環槽的尖銳的拐角使得其珠子產生振動和噪音。這些都限制了其速度,僅在1000rpm左右。而滾柱絲杠則不同,首先其行星滾柱都經過精密磨削,同時,滾柱絲杠摒棄了滾珠的循環槽,因此,行星滾柱絲杠可高效的運作。這些都使滾柱絲杠的可以達到極高的轉速,可超過6000 rpm。
       
      4.易于維護
       
      當拆卸滾珠絲杠的滾珠螺母時,珠子容易掉落。而滾柱絲杠的小滾柱嵌于螺母中,螺母可以非常方便的取下,易于檢測和做重新潤滑(不需要任何工具)。
       
      很明顯,兩種不同的絲杠技術難度差異是極大的。
       
      滾珠絲杠
       
      鋼球(滾珠軸承)非常容易獲得且價格便宜
      滾珠可以彌補滾道加工的誤差,使其平均每顆珠子可以平均承載,設計和制造難度相對較低
       
      滾柱絲杠
       
      設計困難,需要通過精密的數學計算其螺紋形式,使其避免相互間的滑動;
       
      需要超高精度的加工工藝,以保證所有的螺紋接觸點都能平均受力;
       
      需要昂貴的加工設備和經驗豐富的技師;
       
      所以目前只有少數的廠家能夠提供滾柱絲杠的電動缸,而且其硬件價格也是較高的。其價值就在于上面所說的:
       
      相對于同規格滾珠絲杠,15倍以上的使用壽命;
       
      抗沖擊能力強;
       
      易于拆裝;
       
      最高轉速可達6000 rpm;
       
      運行安靜;
      行星滾柱絲杠應用在電動缸的優勢
      除此以外,如果將行星滾柱絲杠做“反置式” 設計,在圓柱套筒上加工內螺紋,套筒的旋轉就可以讓行星滾柱組在套筒內做往復直線運動。利用這樣的傳動原理,就可以將伺服電機和機械電動缸體集成在一起,做成體積更加緊湊的集成式電動缸。
       

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