作為一個(gè)設(shè)計(jì)師，你可能面對(duì)一個(gè)應(yīng)用，你必須承載和支撐里面的荷載和移動(dòng)荷載。這些都是無桿機(jī)電驅(qū)動(dòng)器的理想應(yīng)用。
在確定適合您需求的無桿驅(qū)動(dòng)器型號(hào)時(shí)，您還需要選擇驅(qū)動(dòng)器類型：皮帶或絲桿。這兩種類型的驅(qū)動(dòng)器都提供了高性能，長壽命和低維護(hù)。由于線性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是無桿致動(dòng)器設(shè)計(jì)中不可或缺的一部分，因此了解驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功能對(duì)于創(chuàng)建優(yōu)化的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)至關(guān)重要。
運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用(速度和推力)將有助于決定選擇哪種傳動(dòng)系統(tǒng)。選擇運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的依據(jù)是工作、工作周期、生命周期和執(zhí)行成本。選擇傳輸系統(tǒng)最相關(guān)的因素是行程長度、線速度和加速度以及方向(因?yàn)樗c反向驅(qū)動(dòng)有關(guān))
絲桿傳動(dòng)以其高推力、高精度和高重復(fù)性而聞名。此外，它們?yōu)闊o絲桿絲桿提供了相對(duì)較低的系統(tǒng)慣性和可預(yù)測的使用壽命(用于滾子和滾子絲桿驅(qū)動(dòng))。
然而，螺旋傳動(dòng)提供了比皮帶傳動(dòng)更短的長度；它們的運(yùn)行速度受到臨界速度值的限制；與皮帶傳動(dòng)相比，某些絲桿類型的工作循環(huán)容量可能較低。
直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)中使用三種主要類型的螺釘：梯形螺釘、滾柱螺釘和滾柱螺釘。其中，滾動(dòng)螺釘和梯形最為常見。每個(gè)螺絲都有獨(dú)特的設(shè)計(jì)，非常適合特定的應(yīng)用。
梯形絲桿成本比較低，安靜，大部分不能反向驅(qū)動(dòng)。然而，螺母的滑動(dòng)動(dòng)作會(huì)引起摩擦，從而限制速度、負(fù)載占用和負(fù)載能力。此外，無法預(yù)測使用壽命。
滾柱絲杠比梯形絲杠具有更高的強(qiáng)度和速度能力，以及更好的精度和重復(fù)性。它們效率更高，所以很容易反轉(zhuǎn)。使用標(biāo)準(zhǔn)的L 10計(jì)算可以預(yù)測使用壽命。與使用ACME絲桿的致動(dòng)器相比，滾柱絲桿致動(dòng)器在運(yùn)行過程中將具有更大的噪音。
在直線無桿的應(yīng)用中，通常沒有更高的滾動(dòng)絲杠的受力能力。然而，滾動(dòng)絲杠確實(shí)提供了更長的使用壽命、更高的精度和更好的重復(fù)性。滾動(dòng)絲桿在高負(fù)荷循環(huán)應(yīng)用中可能過熱，這里討論的三種絲桿類型是最高的。
同步帶傳動(dòng)
無桿執(zhí)行機(jī)構(gòu)的皮帶傳動(dòng)效率高，易于操作和維護(hù)。他們的設(shè)計(jì)提供了更長的使用壽命和更低的零部件磨損。它們可以以100%的占空比運(yùn)行，沒有臨界速度限制，并且比線棒驅(qū)動(dòng)更長。(同步致動(dòng)器的行程長度僅受限于長期股票與長期股票同步的能力。)這些優(yōu)勢使同步驅(qū)動(dòng)器成為需要高線路速度和加速度的長行程應(yīng)用的理想選擇。不利的一面是，與螺絲刀相比，同步螺絲刀的推力能力降低。它們也可能具有較低的精確度和重復(fù)性，并且難以估計(jì)使用壽命。帶傳動(dòng)對(duì)沖擊(沖擊)載荷更敏感，一些同步帶材料容易拉長，需要定期張緊。帶傳動(dòng)比螺旋傳動(dòng)更容易反向傳動(dòng)。
同步有多種材料、尺寸、寬度和齒可供選擇。每種皮帶的性能都受到其拉伸強(qiáng)度和彈性的影響。皮帶的尺寸和寬度有助于確定能夠傳遞的扭矩量。選擇同步幾何形狀(齒形)和距離(兩個(gè)相鄰齒之間的距離)對(duì)強(qiáng)度很重要。
選擇傳輸系統(tǒng)
選擇傳輸系統(tǒng)時(shí)，您需要考慮的關(guān)鍵因素是：
行程長度
線速
準(zhǔn)確性/可重復(fù)性
反向驅(qū)動(dòng)(因?yàn)楹头较蛴嘘P(guān))
行程長度
絲桿傳動(dòng)的線性長度通常受到絲桿材料的可用長度的限制。螺旋驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器通常用于行程長度小于120英寸(3，048毫米)的應(yīng)用中，更常見于小于36英寸(914毫米)的應(yīng)用中。
絲桿的長度與速度有關(guān)。臨界速度(見下文)隨著絲桿長度的增加而降低。
另一方面，帶傳動(dòng)可以達(dá)到很長的長度而不影響速度。事實(shí)上，皮帶傳動(dòng)裝置的長度只受緊長皮帶的限制。皮帶傳動(dòng)裝置的線性牽引裝置可實(shí)現(xiàn)超過200英寸(5080毫米)的行程長度。
線速度螺旋抖動(dòng)會(huì)導(dǎo)致執(zhí)行器故障
絲桿驅(qū)動(dòng)的線性力的速度受到絲桿的臨界速度值的限制。臨界轉(zhuǎn)速是一個(gè)接近系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)速，會(huì)引起共振和振動(dòng)(也稱“螺旋鞭”)。螺旋抖動(dòng)可能導(dǎo)致致動(dòng)器故障和災(zāi)難性故障。絲桿驅(qū)動(dòng)的線性力通常以不超過每秒60英寸(約1500毫米/秒)的速度運(yùn)行。
皮帶驅(qū)動(dòng)器的直線致動(dòng)器不受此限制，可以達(dá)到200英寸/秒(5080毫米/秒)的速度。
精度和重復(fù)性線性致動(dòng)器的精度和可靠性
精度是到達(dá)指定位置的能力。重復(fù)性就是反復(fù)到達(dá)某個(gè)位置的能力。每種應(yīng)用都有自己的精度和重復(fù)性要求。
直線驅(qū)動(dòng)器的精度/重復(fù)性能取決于螺釘?shù)念愋鸵约爸圃炻葆敽吐菽傅姆椒?。例如，具有精密滾動(dòng)腳本的致動(dòng)器可以結(jié)合非常好的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性以及可容忍的價(jià)格。ACME絲桿通常以較低的成本提供較低的精度，而滾柱絲桿(在無靜電計(jì)的無靜電計(jì)致動(dòng)器中不常見)提供最高的精度。同時(shí)，價(jià)格也很高由于皮帶材料的變化，皮帶驅(qū)動(dòng)的線性導(dǎo)軌將提供較低的精度。
反向驅(qū)動(dòng)是指在重力作用下，載體負(fù)載執(zhí)行器自由下落的趨勢。如果致動(dòng)器垂直安裝，甚至在某些應(yīng)用中安裝在致動(dòng)器的方向，這種情況可能會(huì)發(fā)生。
由于效率較低，許多帶螺釘?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)可以抵抗反向驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)槁菽负吐菁y之間的摩擦系數(shù)很高。對(duì)于垂直安裝的滾柱絲杠執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要增加制動(dòng)器，以便在斷電時(shí)將負(fù)載保持在合適的位置，從而防止反向驅(qū)動(dòng)。
所有垂直安裝的皮帶驅(qū)動(dòng)線性致動(dòng)器也容易受到反向驅(qū)動(dòng)，出于同樣的原因，它們必須配備緊急制動(dòng)器。在一些應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者可能完全避免使用這些致動(dòng)器，因?yàn)樵跒?zāi)難條件下存在皮帶斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
