選擇絲杠滑軌時要考慮的五件事時,首先創(chuàng)建自己的執(zhí)行器、不同的零件、安裝和對齊組件以及實施維護系統(tǒng)并不能有效地利用您的時間。您開始關(guān)注預先設(shè)計和預組裝的線性執(zhí)行器,但在類型、尺寸和操作原理方面有如此多的選擇,以至于很難知道從哪里開始。
縮小范圍的第一步是選擇最適合您的應(yīng)用的驅(qū)動機制。大多數(shù)制造商提供至少兩種驅(qū)動選項,最常見的是同步帶驅(qū)動和滾珠絲杠驅(qū)動,而氣動和直線電機驅(qū)動器則服務(wù)于小眾應(yīng)用。以下五個因素將幫助您在兩種最常見的執(zhí)行器(齒形帶和滾珠絲杠)之間進行選擇。
1.直線執(zhí)行器行程長度
在選擇滾珠絲杠或皮帶傳動時,執(zhí)行器需要沿一個方向移動的距離(稱為行程長度)是首先要考慮的要求。滾珠絲杠執(zhí)行器的長度通常為1000毫米或更短,但更大的滾珠絲杠可用于長達3000毫米的長度。這個限制是由螺桿的臨界速度決定的。隨著螺釘長度的增加,其臨界速度或螺釘開始經(jīng)歷彎曲振動的速度會降低。簡而言之,隨著螺絲變長轉(zhuǎn)得更快,抖動的頻率增加。
對于帶齒形帶驅(qū)動的執(zhí)行器,皮帶張力能力限制了最大長度。皮帶驅(qū)動執(zhí)行器通常用于需要10到12米行程長度的應(yīng)用,通過使用具有更大寬度(更大接觸面積)和更高節(jié)距的皮帶。
2.直線軸所需速度
選擇執(zhí)行器的第二個關(guān)鍵因素是速度。大多數(shù)皮帶驅(qū)動執(zhí)行器的最大速度為5m/s。這種限制受到大多數(shù)循環(huán)軸承使用的引導系統(tǒng)的影響。對于需要更高速度(高達10m/sec)的應(yīng)用,皮帶驅(qū)動器可以與預加載皮帶輪或凸輪滾子組合,而不是循環(huán)軸承。
如上所述,在滾珠絲杠驅(qū)動的致動器中,隨著長度的增加,臨界速度降低。一般來說,滾珠絲杠執(zhí)行器的速度可以達到1.5m/s,行程長度小于1m。滾珠絲杠支架可以通過減少絲杠的無支撐長度來提供額外的剛度,從而使執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)更高的速度和更長的長度。在考慮滾珠絲杠支撐時,請咨詢制造商以獲取執(zhí)行必要的速度和長度計算方面的幫助。
3.準確性
精度廣泛用于指運動精度(在運動過程中托架或鞍座在空間中的位置)、定位精度(執(zhí)行器到達目標位置的距離)或重復性(執(zhí)行器在任何位置上到達相同位置的距離).中風)。雖然行程精度受執(zhí)行器結(jié)構(gòu)、底座和安裝的影響很大,但定位精度和可重復性主要是驅(qū)動機構(gòu)的功能。
滾珠絲杠,尤其是預加載的,由于其剛度而比皮帶傳動具有更好的定位精度。但是,可以在執(zhí)行器的控制系統(tǒng)中測量和補償定位中的“不準確性”。出于這個原因,可重復性(每次行程達到相同位置的能力)通常是高精度應(yīng)用中最重要的因素。對于高重復性,驅(qū)動機構(gòu)的剛度至關(guān)重要,因此預加載滾珠絲杠和螺母組件是更好的選擇。
4.直線執(zhí)行器安裝選項
在某些情況下,執(zhí)行器的安裝方向?qū)Q定哪種驅(qū)動機構(gòu)最好。皮帶和滾珠絲杠驅(qū)動器都適用于水平和傾斜安裝方向,但需要垂直安裝的應(yīng)用需要更仔細的評估。
雖然任何垂直移動負載的系統(tǒng)都需要內(nèi)置安全機制,但滾珠絲杠驅(qū)動器通常被認為比皮帶驅(qū)動更安全地承載垂直負載。這是因為滾珠絲杠根據(jù)系統(tǒng)中的負載、導程和摩擦力,會在剎車失靈或?qū)ο到y(tǒng)造成災難性損壞時反向驅(qū)動或“自由落體”。如果在垂直應(yīng)用中需要皮帶驅(qū)動的執(zhí)行器,則應(yīng)認真考慮外部制動器或配重。
5.執(zhí)行器的維護(不可缺少)
直線執(zhí)行器故障的主要原因是缺乏潤滑。滾珠絲杠和皮帶傳動執(zhí)行器都需要定期潤滑導向系統(tǒng),但滾珠絲杠驅(qū)動不同的組件,必須對其進行監(jiān)控以確保適當?shù)臐櫥R恍┲圃焐掏ㄟ^提供終身潤滑的系統(tǒng)來解決這個問題(壽命被定義為在給定的負載、速度和環(huán)境下設(shè)定的行駛距離或轉(zhuǎn)數(shù)),但許多應(yīng)用超過了這些指定的參數(shù),并且需要在其運行期間的某個時間點進行潤滑。預期壽命。.
雖然皮帶驅(qū)動執(zhí)行器的優(yōu)點是需要維護的組件更少,但如果環(huán)境中有灰塵或污垢,請尋找一種允許污染物進入皮帶輪外殼的執(zhí)行器設(shè)計。這將確保滑輪軸承的使用壽命更長,并減少皮帶本身的磨損。
絲杠與皮帶
皮帶傳動和滾珠絲杠傳動都具有性能優(yōu)勢。在進行初始選擇時,請記住,皮帶傳動通常是長行程和高速的更好選擇,而滾珠絲杠傳動更適合需要高重復性或垂直安裝的應(yīng)用。在某些應(yīng)用中,任一驅(qū)動機構(gòu)都滿足上述標準。在這些情況下,制造商可以根據(jù)加速度、穩(wěn)定時間或環(huán)境條件等更高級的因素,指導您選擇合適的執(zhí)行器。