科技论文
选择正确的驱动技术
发表于08/10/2015
为您的应用程序提供正确的驱动器技术通常取决于您面前的选项。以下是目前使用的五种最常见的驱动器配置,以及它们的优点和缺点。
尽管有许多用于运动应用的驱动技术的变体,但有一些是用于目前正在构建的大多数系统的。不过,在使用这些最常见的驱动器之前,确实需要一些了解。
厂商的常见是齿轮的应用,以创造驱动功能和特性的灵活性。齿轮有很多形状和配置,包括锥齿轮,螺旋齿轮,蠕虫齿轮以及最常见的正常齿轮。正齿轮也是最简单的形式之一,最简单地实现。您将在涡轮机设备到磨削磨机,以及从医疗设备到施工机械的各种刺穿齿轮。与其他齿轮类型相比,螺旋齿轮在高速和高负载下提供高精度。它们是市场上最有效的齿轮。
直齿圆柱齿轮的最大效率约为每级90%,这适用于负载通常是额定扭矩(连续扭矩)的一半或更大,在那里它基本上是独立于负载。对于一些高度特定的应用,可能需要考虑最大额定负载、最大额定转速和可能的侧隙。温度范围可能是一个问题,因为可能需要特殊的润滑。
行星齿轮在运动控制系统中也很常见。行星齿轮可以提供非常低的间隙运动,这是半导体和电子包装行业中使用的定位系统的理想选择。这些齿轮箱也非常有效,即使在低速下也靠近98百分位。使用行星齿轮发齿轮的一些原因包括它们的尺寸紧凑,重量低,维护需求低,以及它们的设计灵活性。使用行星齿轮配置的最大原因之一是它们在保持其效率的同时完全可逆。
齿形皮带在其功能方面类似于齿轮传动装置。相比之下,它们运行更平稳,在输入轴和输出轴的安排上提供了更大的灵活性。大滑轮直径与相应的高减速比和多个驱动可以很容易地实现。此外,齿形皮带不需要润滑和很少的维护。反弹可以保持小,虽然弹性发挥一般较高。
使用皮带驱动器的缺点是它们对短暂的冲击负载更敏感。也必须张紧带驱动器,并且必须通过适当的轴承设计吸收所得到的径向力。在齿形皮带的操作中,如果部件未正确接地,也会发生静电充电。
驱动技术的一个有趣的替代方案是驱动主轴,使旋转运动变换为线性运动。两个最常见的设计包括再循环滚珠丝杠和螺纹滑动主轴。
螺纹滑动主轴的特征在于高表面压力,这意味着在没有电流供应的情况下可以保持在垂直操作中的位置。这些是低成本的解决方案,通常用作执行器。它们提供平稳的操作,但用户必须注意螺母的温度,这意味着运行时间应该高达占空比的约60%。主轴是低效率的装置(30%和50%),以最大速度运行,每秒高达0.7米。螺纹滑动主轴驱动的适用性取决于引线螺钉和螺母的材料配对。
另一种驱动主轴结构是循环滚珠丝杠,它通过轴承提供直线运动,轴承在螺母和导流槽之间滚动(或循环)。引线的轮廓是圆形的,以改善与再循环球的配合。滚动摩擦系数约为0.02。这些类型的滚珠丝杠在预加载时提供了高重复性,效率接近99%。它们还可以在不发热的情况下运行,这意味着可以实现工作时间达到100%的运行循环。
再循环滚珠丝杠的缺点是它们不自锁,这意味着通常需要保持断裂。在涂上螺纹滑动主轴时,重要的是要记住,预加载的值可能对装置的扭矩,摩擦和操作寿命产生显着影响。一些应用可能需要验证的某些点,包括主轴的最大负载(包括操作循环和加热),最大位移速度,间隙(用于定位系统)和温度范围
此处提到的驱动系统是该行业中最常用的一些常用系统。除非您的申请是高度特定的,否则这些驱动技术是最具成本效益和最容易获得的。尽管如此,他们仍然必须理解,以便您为您的需求获得必要的响应。始终为特殊应用程序,联系供应商了解您试图使用的设备的特定特性是明智的。
类型 |
效率 |
凡好 |
缺点 |
sp |
高的 |
平行皱折。高速和负载。 |
可能有背冲,特别是在低速或可逆的情况下。输入输出轴配置灵活性低。需要润滑。 |
行星 |
高的 |
非常低的反弹。紧凑的尺寸和低重量。低维护。完全可逆。 |
更复杂的设计。更高的成本比简单的浇口齿轮头。输入输出轴配置灵活性低。需要润滑。 |
齿带 |
中等的 |
更顺畅的跑步。输入和输出轴布置的灵活性。不需要润滑。 |
弹性发挥高。对冲击负载敏感。必须被拉紧(由此产生的径向力必须通过设计被吸收)。开向静电电荷。 |
螺纹滑轴 |
低 |
表面压力高。低成本。运行平稳。 |
以60%的占空比运行。速度限制。 |
再循环滚珠丝杠主轴 |
高的 |
高重复性(预装时)。以100%的占空比运行。 |
不自锁(需要暂停)。注意负载值、最高速度和温度范围。 |