Wenn es um lineare Aktuatoren geht, werden elektromechanische Geräte aufgrund ihrer Geschwindigkeit, Präzision und Größe zur Wahl der Wahl über ihre pneumatischen Cousins.

In den letzten Jahren sind die Anforderungen von Fabrik- und Firmenmanagern lauter geworden, um mehr Aktuatoren im elektrischen Rodstil und weniger pneumatische Aktuatoren in Fabrikautomatisierungsgeräten zu verwenden. Mehrere Faktoren treiben diese Umwandlung vor, aber die wichtigsten sind jedoch die zunehmenden Bedürfnisse:

• Verbesserung der Maschinenleistung mit elektromechanischen Aktuatoren, die zu einer höheren Präzision in der Lage sind.
• Reduzieren Sie die Größe der Geräte mit elektromechanischen Aktuatoren, die nur etwa ein Viertel des Raums benötigen, um den gleichen Schub wie pneumatische Aktuatoren zu liefern.
• Nutzen Sie Energie effizienter, da elektromechanische Aktuatoren keine Luftkompressoren benötigen, die rund um die Uhr laufen.
• Reduzieren Sie die Wartung und die Gesamtkosten des Eigentums, da elektromechanische Aktuatoren weniger Komponenten verwenden, keine Kompressoren benötigen und keine Luftlecks erleiden.

Sobald die Entscheidung getroffen ist, pneumatische Aktuatoren durch elektromechanische Typen zu ersetzen, besteht der nächste Schritt darin, die rechten elektromechanischen Aktuatoren aus den vielen Marken auszuwählen. Obwohl grundlegende Schubspezifikationen ähnlich sein können, bestehen in den Bereichen der Lebenszyklus, Wartbarkeit und Umweltbeständigkeit signifikante Unterschiede.

Je größer der Durchmesser der Kugelschraube ist, desto größer ist das Schubpotential. Dies erfordert jedoch eine ordnungsgemäße Paarung des Schublagers und alle Fixierungspunkte, einschließlich Verlängerungsrohr, der inneren Kugelmutter, des Lagergehäuses und dem Wischergehäuse. Andernfalls würde eine Zunahme des Schubs zu Kosten des Systemlebens führen. Eine Komponente, die zu schwach ist, um ihre Ladung zu bewältigen, wird viel schneller abnutzt oder sogar beschädigt.

Sie könnten zwei Aktuatoren haben, die jeweils mit einer 16-mm-Kugelschraube ausgestattet sind und 750 n Schub bereitstellen, und beispielsweise kann eine Reiselebensdauer von 2.000 km haben, während die andere 8.000 km Reise bietet. Der Unterschied liegt darin, wie gut die Kugelschraube und andere Komponenten miteinander kombiniert sind.

Darüber hinaus reduziert sich aufgrund größerer Kugelschärfendurchmesser, die mit Kosten und Fußabdruck korrelieren, die Kugelschraube und andere Komponenten beides. Um eine Anwendungsanforderung von 3.200 n Kraft zu erfüllen, kann ein Anbieter eine Kugelschraube mit einem Durchmesser von 20 mm verwenden, während ein anderer Anbieter, einer mit ordnungsgemäß kombinierten Komponenten, den gleichen Schub mit einer Schraube mit einem Durchmesser von 12 mm erreichen kann. Somit kann die letztere Kugelschraube ohne die Leistung verkleinert werden.

Die richtigen Paarungskugelschrauben mit anderen Komponenten beeinflussen die Lebensdauer des Stellantriebs erheblich, und in Kombination mit dem Trägerdesign haben die beiden Faktoren den größten Einfluss auf Präzision und Belastungskapazität. Ein weiteres Ziel des Antriebsdesigns ist es, das radiale und laterale freie Spiel zu verringern. Faktoren, die dies beeinflussen, sind Durchmesser des Trägerkörpers, die Kontaktoberfläche und die Verwendung von Stützbeinen. Ein größerer Trägerkörper unterstützt beispielsweise größere externe radiale Belastungen, indem sie den Oberflächenkontaktbereich in Seitenladungssituationen maximiert. Die Fähigkeit, elektrische Aktuatoren zu belasten, erhöht Leistung, Präzision und Kompaktheit auf ein Niveau, das mit pneumatischen oder hydraulischen Aktuatoren nicht erreichbar ist.

Obwohl maximale Oberflächen die radiale und laterale Belastungskapazität verbessert, hilft dies jedoch nicht unbedingt Stabilität. Dies wird häufig angesprochen, indem erhöhte Beine in gerilligte Kanäle gesperrt werden (drei im Bild oben). Diese Stützbeine reduzieren Vibrationen, die Geräusche hinzufügen und zum Verschleiß beitragen können. Die meisten Designs verwenden ein oder zwei solcher Kämme, wodurch einige Spiele entfernt werden, kann jedoch Klickgeräusche erzeugen, wenn sich das System im Laufe der Zeit zu tragen beginnt. Durch die Verwendung von vier Beinen anstelle von zwei Beinen wird jedoch Verschleiß und Lärm eingeschränkt und bietet einen effektiveren und dauerhafteren Anti-Rotationsschutz. Außerdem sorgen die zusätzlichen Beine sicher, dass die Rückgängerbewegung haftungsfreie Rückgänge senkt und das Spiel aus Verschleiß weiter verringert.

Darüber hinaus erzeugt das Durchschwung dieser Trägerbeine nach außen eine radiale Vorspannung, wodurch das Spiel im Schubrohr reduziert wird. Es zentriert auch die Trägerkörper- und Kugelmutter, wodurch die Notwendigkeit beseitigt wird, den Träger auf die Extrusion zu schalten und über die Lebensdauer des Geräts zu bestimmen. Wenn Sie alles in Ausrichtung halten, muss das Betrag des Stellantriebs für ein konsistentes Leerlaufdrehmoment kalibriert werden.

Enge Toleranzen sind entscheidend für die Senkung des Verschleißes und zur Reduzierung von Geräuschen. Aber wenn es überhaupt keinen Luftspalt gibt, baut Druck auf, wenn die Aktuatoren mit hoher Geschwindigkeit laufen. Dies führt zu einer Überhitzung, die zu Schmierproblemen und anderen Problemen der Haltbarkeit beiträgt. Um dies anzugehen, machen Sie zwei der männlichen Schlüsselmerkmale auf den Trägerbeinen niedriger als die verbleibenden beiden - der Ansatz, den Thomson mit vielen seiner Aktuatoren verfolgt. Dies bietet gerade genug Lücke, um zu verhindern, dass sich Druck aufgebaut hat. Wie im obigen Bild zu sehen ist, sind zwei der männlichen Schlüsselmerkmale orthogonal auf den Trägerbeinen gelegen als die verbleibenden zwei.

Wartbarkeit

Eine einfache Wartung beeinflusst die Leistung der Lebenszyklus und trägt zu Produktivitätsvorteilen bei. Elektromechanische Aktuatoren unterscheiden sich in ihrer Schmierung und Motorhandhabung. Die meisten Aktuatoren ziehen sich auf, um Teile teilweise um 60% bis 70% zur Schmierung zu enthüllen. Techniker entfernen die Kappen, lokalisieren Teile, die Schmierung benötigen, Fett hinzufügen und diesen Vorgang möglicherweise wiederholen müssen.

Ein besserer Ansatz besteht jedoch darin, das Röhrchen vollständig zu erweitern oder zurückzuziehen, wodurch alle Komponenten für maximale Exposition aufgedeckt werden. Dadurch können Unternehmen automatisierte Schmierung einsetzen. Darüber hinaus würde die Verwendung eines Schmiernippels die Notwendigkeit beseitigen, die Kappe zu entfernen und die Wartung weiter zu vereinfachen.

Die Wartung kann auch beschleunigt werden, wenn Sie die Zeit beseitigen, die benötigt wird, um den Motor mit dem mechanischen Aktuator zu paaren. Die traditionelle Montage des Motors in einer parallele Konfiguration dauert 20 bis 25 Minuten. Sobald der Motor montiert ist, muss ein Techniker eine Vielzahl von Werkzeugen verwenden, um ihn für die richtige Gürtelspannung und das Ausrichten anzupassen. Dies erfordert mindestens 12 Schritte.

Wenn der Aktuator jedoch eine vormontierte parallele Lösung ausweist, kann der Gürtel während der Baugruppe vorgespannt werden, wodurch die Notwendigkeit mehrstufiger Spannungsanpassungen beseitigt werden kann-der Motor kann in nur drei Schritten abgeröstet und verwendet werden. Bei der Inline-Montage sind die Vorteile einer vormontierten Lösung ähnlich, wenn auch nicht so dramatisch.

Die Verwendung von Straddle-Mount-Lagern beseitigt außerdem das Risiko einer Fehlausrichtung. Es schützt auch die Motorwelle vor radialen Belastungen, wodurch das Geräusch reduziert und die Lebensdauer weiter verlängert wird.

Umweltwiderstand

Elektromechanische Aktuatoren unterscheiden sich in ihrer Fähigkeit, heftigen Bedingungen, Umwelt und häufigen Hochdruckwaschanlagen standzuhalten. Dies hängt von den Methoden des Außenprofils, der Materialauswahl und der Versiegelung ab.

Profile mit glatten Oberflächen sind sauberer als gerillte Oberflächen, da sie keinen Staub und Flüssigkeiten ansammeln. Daher sind sie für harte Umgebungen besser geeignet, wenn häufige Abwässer erforderlich sind. Es könnte jedoch einen Nachteil geben, ein schlankes Äußeres zu haben. Bei Verwendung in Anwendungen, die Sensoraufsätze erfordern, ist möglicherweise ein zusätzliches Kunststoff-Add-On erforderlich, um den Sensor anzubringen.

Umweltwiderstand hängt auch von der Materialzusammensetzung des Verlängerungsrohrs ab. Die meisten Systeme verwenden Chromstahl, aber Edelstahl ist eine viel bessere Wahl für harte Umgebungen.

Ein wichtiger Indikator für den Widerstand gegen die Umgebung ist der IP -Code (Ingress Protection). Eine IP-Bewertung von 65 bedeutet beispielsweise, dass das Gerät staubdicht und gegen Wasserstrahlen mit niedrigem Druck aus jeder Richtung geschützt ist, wie möglicherweise ein Waschanweisungsbetrieb der Lebensmittel- und Getränkeindustrie vorkommt. Nur wenige elektrische Aktuatoren erfüllen diese Bewertung, aber in korrosiven Umgebungen ist es kritisch. Eine IP -Bewertung von 54 bietet einen gewissen Schutz gegen spritziges Wasser und weniger als 100% Schutz vor Staub, was es für einige Waschanwendungen akzeptabel macht, jedoch nicht, wenn Druck beteiligt ist. Eine IP -Bewertung von 40, die bei linearen Aktuatoren üblich ist, impliziert, dass es keinen Staub oder Flüssigkeitsschutz gibt.

Höhere IP -Bewertungen hängen hauptsächlich von der Verwendung besserer Dichtungen ab. Thomson zum Beispiel versiegelt jedes Fach, einschließlich Motorhalterungen, auf seinen elektromechanischen Aktuatoren. Alle Dichtungen sollten ebenfalls versiegelt und bis zum Motor zurückkehren, anstatt an der Montageplatte anzuhalten.

Die nächste Generation der Bewegungskontrolle

Da die Marktanforderungen für höhere Produktivität, kürzere Umstellungszeiten, erhöhte Zuverlässigkeit, höhere Energieeinsparungen sowie niedrigere Wartungs- und Betriebskosten wachsen, wechseln immer mehr Designer und Endbenutzer zu elektromechanischen über pneumatischen Aktuatoren. Für Maschinen, die eine anspruchsvolle Bewegungsregelung erfordern, sind elektromechanische Aktuatoren praktisch die einzige Alternative. Aber selbst bei einfachen linearen Bewegungsaufgaben neigen Bewegungskontrolldesigner und Benutzer aufgrund weniger und/oder einfacher Wartung, erhöhter Energieeinsparung und saubererem Betrieb zur elektrischen Betätigung.

Noch größere Vorteile sind möglich, indem verschiedene Marken von elektrischen Aktuatoren sorgfältig verglichen werden. Interpretieren Sie immer „Lasttransportfähigkeiten“ im Kontext der behaupteten Systemlebens- und Raumanforderungen. Es gibt echte Kompromisse in diesen Bereichen. Das Design des Trägers wirkt sich auf die Präzision sowie die lateralen und rotierenden tragenden Fähigkeiten aus. Achten Sie daher genau darauf, wie der Träger im Kanal befestigt ist, sowie auf die Form und Größe von Leitmechanismen.

Verbesserte Mechanismen und Teile wie Stützbeine und Beindesigns, die für ein besseres Greifen gebogen werden können, verbessert die Genauigkeit und den Verschleiß. Das entsprechende Außenprofil, die Materialauswahl und die Versiegelungsstrategie sind Schlüsselfaktoren für den Umweltwiderstand. Glättere Profile, Edelstahlmaterialien und höhere IP-Bewertungen bieten tendenziell den größten Schutz.