如何用最小的应用数据估计线性驱动器的需求?

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高力矩负载可以要求使用双轨式直线驱动器。

几十年来,在项目开发阶段选择线性运动组件一直是设计师和应用工程师的一个挫折,特别是当涉及到复杂的组件,如线性驱动器时。考虑一下线性驱动器对整个机器设计的影响。首先,在致动器中,导向和驱动是耦合在一起的,集成到单元中。因此,引导和驱动的选择都必须正确。此外,驱动器对机器的整体尺寸有重大影响。例如,改变执行器上负载的位置可以引起高力矩负载,并将要求从单导向设计改为双导向设计,有效地将执行器的总宽度增加一倍或两倍,从而使机器的尺寸增加一倍或两倍。

根据性能要求的近似值来选择驱动器,无疑比在应用信息很少的情况下选择线性导轨或驱动器风险更大。但是,在确定所有的应用程序标准之前,设计师或工程师需要对系统进行合理的评估,以使其最适合他们的应用程序,这种情况还是很常见的。

虽然适当的规模调整需要彻底了解应用程序需求,但一般的解决方案(适用于初始设计和成本估算)通常可以基于四个关键标准建立。

负载

需要承载的负载及其相对于系统的方向是选择直线作动器的最重要的标准之一。轻负荷安装或多或少直接超过轴承可以容纳几乎任何导向技术-循环型轨道轴承,线性轴套和轴,甚至滑动轴承。然而,负载越重,产生的力矩(俯仰、滚转和/或偏航)就越多,为了确保合适的寿命和最小的偏转,导向机构就应该越健壮。

精度

了解定位精度和重复性的要求将有助于缩小有关驱动机构的决策范围。精度低,点对点定位可以通过气动驱动或皮带轮系统来实现,而在单微米范围内的定位精度和重复性则需要滚珠丝杠甚至直线电机。尽管负载通常可以由任何一种驱动技术来适应,但可重复性通常是这些选项之间的决定因素。

速度

移动过程中的平均速度和最大速度也将有助于确定驱动机构的选择。例如,经验法则是滚珠丝杠组件的最大速度是1m /s,尽管有方法获得更快的速度。另一方面,皮带可以很容易地移动到10m /s,并且直线电机驱动的最大速度主要受支撑导向机构的限制。加速度也起作用,无论是驱动和导向选择。

旅行

虽然所需行程通常不是决定成败的标准,但重要的是要再次检查所选择的线性驱动器类型能否满足行程长度的规格。滚珠和丝杠的行程范围特别有限。同样,根据经验,螺杆驱动的最大长度是3米。虽然螺杆的长度较长,但随着长度的增加,由于螺杆的临界速度,最大速度降低。

临界转速图
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