什么時(shí)候應(yīng)該選擇直線電機(jī)和滾珠絲桿

作者:Mosen摩森機(jī)電 日期:19/08/22 21:26 瀏覽:240

盡管無(wú)鐵直線電機(jī)已經(jīng)在半導(dǎo)體和電子應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用了十多年,但許多設(shè)計(jì)師和原始設(shè)備制造商仍將其視為“利基”產(chǎn)品。但是,隨著越來(lái)越多的行業(yè)在包裝、裝配和零件加載應(yīng)用中采用線性電機(jī)作為滾珠絲杠的替代品,直線電機(jī)作為獨(dú)特應(yīng)用的昂貴解決方案的看法正在慢慢改變。雖然直線電機(jī)技術(shù)的成本在過(guò)去十年中有所下降,但直線電機(jī)和滾珠絲杠之間的選擇必須同時(shí)考慮到應(yīng)用程序的性能要求和機(jī)器或系統(tǒng)壽命期間的總體擁有成本。以下是比較和選擇滾珠絲杠和直線電機(jī)時(shí)需要考慮的一些關(guān)鍵參數(shù)。


直線電機(jī)應(yīng)用

使用直線電機(jī)具有高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng),適用于要求苛刻的工業(yè)應(yīng)用。



直線電機(jī)的優(yōu)勢(shì)

直線電機(jī)本質(zhì)上是一個(gè)“展開(kāi)”的伺服電機(jī),其中帶有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子成為靜止部件(也稱為次級(jí)部件),定子成為運(yùn)動(dòng)部件(也稱為初級(jí)部件或力部件),線圈由環(huán)氧樹(shù)脂包裹。直線電機(jī)最公認(rèn)的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,這使其能夠?qū)崿F(xiàn)比滾珠絲杠更高的定位精度和重復(fù)性。編碼器還提供了定位精度方面的另一個(gè)好處。滾珠絲杠通常使用安裝在電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器進(jìn)行定位反饋,而直線電機(jī)則使用磁性或光學(xué)線性刻度進(jìn)行位置反饋。線性刻度測(cè)量負(fù)載位置,從而更準(zhǔn)確地讀取實(shí)際位置。對(duì)于非常高精度的應(yīng)用,這種更精確的位置反饋可能意味著符合規(guī)格的零件與需要返工或報(bào)廢的零件之間的差異。



直線電電機(jī)和滾珠絲桿區(qū)別


直線電機(jī)VS滾珠絲杠


直線電機(jī)提供優(yōu)勢(shì)的一個(gè)領(lǐng)域。理論上,直線電機(jī)的允許行程長(zhǎng)度是不受限制的,系統(tǒng)的其他部件(直線軸承、電纜管理和編碼器)決定了最大行程。同樣,直線電機(jī)的最大速度和加速度遠(yuǎn)高于滾珠絲杠的最大速度和加速度,只要其他系統(tǒng)部件的尺寸符合這些規(guī)范,典型額定速度可達(dá)10 m/s,加速度為10 g。盡管該系統(tǒng)的其他部件施加了限制,但在需要長(zhǎng)行程和高速度的應(yīng)用中,直線電機(jī)仍然優(yōu)于滾珠絲杠。它們還具有允許獨(dú)立駕駛的車廂(主要)位于同一次要部分的優(yōu)勢(shì)。這在一些包裝應(yīng)用中特別有用,在將要包裝的材料插入包裝介質(zhì)之前需要對(duì)其進(jìn)行壓縮(想想塑料袋中包裝的尿布)。


總擁有成本因素

維護(hù)和可靠性是總體擁有成本分析中的重要標(biāo)準(zhǔn),直線電機(jī)在系統(tǒng)壽命中提供了若干好處。首先,由于直線電機(jī)不包含機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,因此直線電機(jī)本身不需要維護(hù)。只有線性支撐軸承需要定期潤(rùn)滑,許多軸承現(xiàn)在提供“長(zhǎng)期”潤(rùn)滑或“終身潤(rùn)滑”選項(xiàng)。傳動(dòng)系統(tǒng)中沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件也提高了可靠性,因?yàn)闆](méi)有滾動(dòng)元件、軸承滾道或密封件會(huì)隨著時(shí)間的推移而磨損并需要更換。


對(duì)于任何線性系統(tǒng),必須考慮環(huán)境和密封和保護(hù)蓋的需要。直線電機(jī)也不例外,因?yàn)樗鼈儽葌鹘y(tǒng)的滾珠絲杠組件更難封閉和保護(hù)。然而,在許多情況下,只要線性軸承在工作環(huán)境中適當(dāng)密封,線性電機(jī)就可以承受比滾珠絲杠更嚴(yán)重的污染。


對(duì)于直線電機(jī)來(lái)說(shuō),溫度是最關(guān)鍵的環(huán)境因素。由于用于將線圈封裝在無(wú)鐵直線電機(jī)中的環(huán)氧樹(shù)脂不容易散熱,因此可能需要通過(guò)強(qiáng)制空氣或水進(jìn)行冷卻,以保持電機(jī)和安裝結(jié)構(gòu)的可接受工作溫度。一些制造商使用具有高散熱能力的環(huán)氧樹(shù)脂,但檢查電機(jī)的散熱情況以及溫度對(duì)電機(jī)可用力的影響是很重要的。


越來(lái)越多的行業(yè)和應(yīng)用要求長(zhǎng)行程、高速度和高定位精度。雖然許多類型的線性系統(tǒng)可以滿足這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中的兩個(gè),但直線電機(jī)是唯一可以提供這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)而不妥協(xié)的技術(shù)。隨著吞吐量和總擁有成本成為技術(shù)選擇的決定因素,設(shè)計(jì)師和原始設(shè)備制造商越來(lái)越熟悉直線電機(jī)技術(shù),并幫助他們從“利基”轉(zhuǎn)向主流地位,以及皮帶、機(jī)架和小齒輪,甚至滾珠絲杠。




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