Die Forscher suchen weiterhin nach Möglichkeiten, um die Genauigkeit linearer Positionierungssysteme zu verbessern, die Gegenreaktionen zu reduzieren oder zu beseitigen sowie solche Geräte zu vereinfachen. Hier ist ein Blick auf die jüngsten Entwicklungen

Unabhängig davon, ob die benötigte lineare Bewegung ein wenig oder viel ist, sind Positionierungsgenauigkeit und Zuverlässigkeit einige der in linearen Systemen erforderlichen Attribute. Zwei Forschungszentren, die häufig Produkte für den Einsatz im Weltraum, Marshall Space Flight Center, Alabama und Lewis Research Center, Cleveland, entwickeln, haben lineare Positionierungsgeräte entwickelt, die Verbesserungen in diesen Attributen aufnehmen. Eines dieser Geräte wurde ursprünglich für den Einsatz im Weltraum entwickelt, das andere für mehr erdgebundene Anwendungen. Beide haben jedoch Vorteile, die Stromübertragungsbranche anzubieten.

Die Ingenieure im Marshall Space Flight Center benötigten einen linearen Aktuator für Raumfahrzeuge. Der Stellantrieb bewegt die Düsenbaugruppe des Hauptmotors eines Raumfahrzeugs. In Kombination mit einem anderen Aktuator in derselben horizontalen Ebene, aber 90 Grad, steuern die Aktuatoren die Bewegungen des Fahrzeugs in die Tonhöhe, Rollen und Gierbewegungen. Die Toleranzen dieser Bewegungen betragen ± 0,050 Zoll.

Funktionell muss der Aktuator diesen großen Objekten genau inkrementelle lineare Bewegungen bereitstellen und die Position gegen schwere Lasten halten. Die Lösung war ein elektromechanischer linearer Aktuator. Es bietet eine inkrementelle Bewegung von maximal 6 Zoll. Der minimale Hub beträgt weniger als 0,00050 Zoll. Es kann Lasten auf 45.000 Pfund halten.

Mit der Umwandlung der Drehung in eine lineare Bewegung ist dieser Stellantrieb ein sauberes, einfaches Gerät, das hydraulische Aktuatoren in Anwendungen ersetzen kann, die so leistungsstarke, aber kontrollierte Bewegungen erfordern. Dieses Gerät erfordert auch wenig Wartungszeit für die Reinigung und Inspektion und verkürzt die für die Qualifizierung des Flugsystems erforderliche Zeit.

Dieses Design verwendet einen Resolver und ein relativ neues Feature, eine Antibacklash-Getriebeanordnung. Der Resolver misst eine inkrementelle Winkelbewegung, die die inkrementelle lineare Bewegung steuert. Seine Genauigkeit beträgt 6 Bogen/min. Die Beziehung zwischen Rotation und Translation ist aus Zahnradverhältnissen und Gewindegech bekannt.

Das zweite Merkmal ist eine Antibacklash-Getriebeanordnung. Es stellt sicher, dass die Zahnradzähne im Uhrzeigersinn in konstantem Kontakt stehen und im Uhrzeigersinn gegen die Richtungen im Uhrzeigersinn sind.

Um diesen Kontakt zu erreichen, müssen die Wellenzentren genau ausgerichtet sein. Während der Herstellung werden die Wellen auf jeder Baugruppe bearbeitet.

Aktuatorkomponenten
Der elektromechanische Aktuator besteht aus vier Montageabschnitten: 1) zwei 25-hp-DC-Motoren, 2) einen Gangzug, 3) einen linearen Kolben und 4) ein begleitendes Gehäuse. Die DC -Motoren drehen den Zahnradzug und übertragen Sie die Drehbewegung auf eine Rollschraube, die diese Bewegung in die lineare Bewegung durch den Ausgangskolben übersetzt. Die Motoren bieten eine Drehmomentkonstante von 34,6 oz-in./a. Die Motoren werden bei 125 A an der Schraube betrieben. Das Gerät entwickelt ein Drehmoment von 31.000 Unzen in. Oder ungefähr 162 lb-ft.

Zwei bürstenlose Gleichstrommotoren sind auf einer Montageplatte befestigt. Die Montageplattenoberflächen mit dem Getriebesystem. Eine kleine Einstellerplatte ermöglicht die Bearbeitung von On-Assembly, was eine genaue Ausrichtung der Schächte erleichtert. Diese Anordnung hilft auch dabei, die Rückschläge innerhalb des Zahnradsystems zu beseitigen.

Das Ritzel ist auf der Motorwelle gekleidet und durch Lager im Motor getragen. Die Ritzelkollegen mit der Idlerwellenbaugruppe, die zwei Zahnräder enthält. Die Idlerwelle reduziert die Geschwindigkeit und überträgt hohe Drehmomente auf das Ausgangsrad. Wie bereits erwähnt, wird einer der Idler -Zahnräder direkt in die Welle bearbeitet.

Das erste Idler -Gang besteht aus zwei Teilen, die es mit kleinen Anpassungen ermöglichen, um das Rotationsspiel im System zu entfernen.

In der Baugruppe befestigen die unteren Motors an der Motormontageplatte und kombinieren den Ritzel mit den verstellbaren Idlergängen auf den Idlerwellen. Der obere Motor wird dann mit der Motor-Adjuster-Platte montiert. Als nächstes drehen die Ingenieure die Motorwellen manuell und bewegen die Idlergänge in Bezug auf ihre Wellen, um das Rotationsspiel zu entfernen. Der obere Motor wird dann entfernt und eine neue Einstellungsplatte in eine genaue Mitte. Dieser Montagevorgang beseitigt die Gegenreaktion.

Die Lager unterstützen jede Idlerwelle an beiden Enden. Das Ausgangsgetriebe ist an eine Gewinderollenschraubenwelle ausgestattet. Die Welle und Nuss sowie die Ausgangskolbenbaugruppe liefern lineare Bewegungen. Eine Fehlausrichtung wird mit einem linearen Lager verhindert, der den Ausgangskolben stabilisiert.

Zu den kugelförmigen Lagerbaugruppen am Ende der Stange und im Heckstock gehören die Befestigungsbefehle zur Verbindung zum Motor und zum strukturellen Komponenten.

Optionen
Um eine Revolution des Resolver -Rotors pro Kolbenhub zu erreichen und die Notwendigkeit der Zählung der Wellen zu beseitigen, beziehen sich die NASA -Ingenieure, dass sie mit einem Resolver einen harmonischen Laufwerk verwenden können. Ein solches Antrieb sollte ein Reduktionsverhältnis haben, mit dem der Resolver -Rotor eine Revolution pro vollen Hub des Kolbens bewegt.

Eine neuere Flugversion dieses Aktuators verwendet vier 15-PS-Motoren. Die kleineren Motoren reduzieren sowohl das Gewicht als auch die Motorräglichkeit. Die Drehmomentkonstante dieser Motoren beträgt 16,8 oz-in./a und läuft bei 100 A und 270 V, um die benötigte Kraft für eine Last von 45.000 Pfund zu liefern.

Ein weiteres Positionierungsdesign
Obwohl dieser mit drei Dreifach gezogene Kurzschraubpositionierer nicht für den Einsatz im Weltraum entwickelt wurde, zeigt sie Verbesserungen in Bezug auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Es reduziert die Zeit, die benötigt wird, um Teile in Maschinen, Anheben oder niedrigeren Plattformen, genau quadratischen Paketen genau zu positionieren und sicherzustellen, dass Plattformen für Lasergeräte und optische Pyrometrie-Teleskope auf dem Niveau bleiben.

Ein typisches Schraubpositionierungssystem kann eine mittelgesteuerte manuelle Steuerung verwenden, die auf drei oder vier stationären Stangen geführt wird, um eine Platte zu bewegen. Dieses Design verwendet eine dreifache Blei-Screw-Baugruppe als Hauptpositionierungsmechanismus. Es fährt eine Teller zu oder von einer festen Platte, während die Platten parallel zueinander halten.

Die Baugruppe besteht aus 27 in Shops hergestellten Teilen, neun gekauften Teilen wie Zahnrädern und Lagern sowie 65 verschiedenen Schrauben, Tastaturen, Muttern, Unterlegscheiben usw. Alle Komponenten werden auf der Dreipunktsteuerklasse und der One-Punkte-Antriebsklasse zusammengestellt. Diese Baugruppen montieren in einer präzisen Antriebskontrollposition auf der Basisendplatte des Hohlraums.

Der Stellvertreter arbeitet entweder mit einer manuellen Handkurbel an einem der Antriebsstifte oder mit einem entfernten Servo-Motorantriebsansatz. Die Reiseposition wird auf einer Skala, auf einem Zeigeranhang oder mit einer LED -Anzeige gelesen. Positionsabstimmung kann auf 0,1 mm gesteuert werden.