Los investigadores continúan buscando formas de mejorar la precisión de los sistemas de posicionamiento lineal, reducir o eliminar la reacción violenta, así como hacer que dichos dispositivos sean más fáciles de usar. Aquí hay un vistazo a los desarrollos recientes

Si el movimiento lineal necesario es un poco o mucho, la precisión y confiabilidad del posicionamiento son algunos de los atributos necesarios en los sistemas lineales. Dos centros de investigación que a menudo desarrollan productos para su uso en Space, Marshall Space Flight Center, Alabama y Lewis Research Center, Cleveland, han desarrollado dispositivos de posicionamiento lineales que cuentan con mejoras en estos atributos. Uno de estos dispositivos se desarrolló inicialmente para su uso en el espacio, el otro para más aplicaciones vinculadas a la Tierra. Sin embargo, ambos tienen beneficios para ofrecer la industria de la transmisión de energía.

Los ingenieros en el Marshall Space Flight Center necesitaban un actuador lineal para vehículos espaciales. El actuador moverá el conjunto de la boquilla del motor principal de un vehículo espacial. En combinación con otro actuador en el mismo plano horizontal pero entregó 90 grados, los actuadores controlarán los movimientos de tono, rodar y guiñada del vehículo. Las tolerancias de estos movimientos son ± 0.050 pulgadas.

Funcionalmente, el actuador debe proporcionar con precisión movimientos lineales incrementales a estos objetos grandes, y mantener la posición contra cargas pesadas. La solución fue un actuador lineal electromecánico. Proporciona un movimiento incremental a un máximo de 6 pulgadas. Su carrera mínima es inferior a 0.00050 pulg. Puede contener cargas a 45,000 lb.

Al convertir el rotario en movimiento lineal, este actuador es un dispositivo limpio y simple que puede reemplazar los actuadores hidráulicos en aplicaciones que requieren un movimiento tan potente pero controlado. Este dispositivo también requiere poco tiempo de mantenimiento para la limpieza y la inspección, y ayuda a reducir el tiempo necesario para calificar el sistema de vuelo.

Este diseño utiliza un resolución y una característica relativamente nueva, una disposición de engranaje anti-backlash. El resolución mide el movimiento angular incremental, que controla el movimiento lineal incremental. Su precisión es de 6 arcos/min. La relación entre la rotación y la traducción se conoce a partir de las relaciones de transmisión y el tono de hilo.

La segunda característica es una disposición de engranaje anti-backlash. Asegura que los dientes del engranaje estén en contacto constante en las instrucciones en sentido horario y antihorario.

Para lograr este contacto, los centros de eje deben estar alineados con precisión. Durante la fabricación, los ejes se mecanizan en cada conjunto.

Componentes del actuador
El actuador electromecánico consta de cuatro secciones de ensamblaje: 1) Dos motores de CC de 25 hp, 2) un tren de engranajes, 3) un pistón lineal y 4) una vivienda que lo acompaña. Los motores de CC giran el tren de engranajes, transmitiendo movimiento de rotación a un tornillo de rodillo, lo que traduce ese movimiento al movimiento lineal a través del pistón de salida. Los motores proporcionan una constante de torque de 34.6 oz-in./a. Los motores se ejecutan a 125 A. En el tornillo, la unidad desarrolla un par de 31,000 oz-in., O aproximadamente 162 lb-ft.

Dos motores de CC sin escobillas se aseguran a una placa de montaje. La placa de montaje interfaces con el sistema de engranaje. Una pequeña placa de ajustador permite el mecanizado en el ensamblaje, lo que facilita la alineación precisa de los ejes. Esta disposición también ayuda a eliminar la reacción violenta dentro del sistema de engranajes.

El engranaje del piñón está tecleado en el eje del motor y soportado por rodamientos dentro del motor. El piñón se acompaña con el conjunto del eje inactivo, que incluye dos engranajes. El eje inactivado reduce la velocidad y transmite altos torques al engranaje de salida. Como se mencionó anteriormente, uno de los engranajes ideales se mecaniza directamente en el eje.

El primer equipo de inactividad consta de dos piezas que permiten pequeños ajustes para eliminar el juego rotacional en el sistema.

En el ensamblaje, el motor inferior se monta en la placa de montaje en el motor, que aparean su engranaje de piñón con los engranajes ideadores ajustables en los ejes de los inactores. El motor superior se monta luego con la placa del motor-adjuster. A continuación, los ingenieros giran manualmente los ejes del motor, moviendo los engranajes inactivos con respecto a sus ejes para eliminar el juego rotacional. Luego se retira el motor superior y una nueva placa de ajustador mecanizada a un centro exacto. Este proceso de ensamblaje elimina la reacción.

Los cojinetes admiten cada eje de ociosco en ambos extremos. El engranaje de salida está con llave en un eje de tornillo de rodillo roscado. El eje y la tuerca, y el conjunto de pistón de salida entregan movimientos lineales. La desalineación se evita con un rodamiento lineal que estabiliza el pistón de salida.

Los conjuntos de cojinetes esféricos, al final de la varilla y en el contraza trasero, incluyen accesorios de montaje para conectarse al motor y los componentes estructurales.

Opción
Para lograr una revolución del rotor de resolución por carrera de pistón, y eliminar la necesidad de contar giros del eje, los ingenieros de la NASA relatan que pueden usar una unidad armónica con un resolución. Tal impulso debe tener una relación de reducción que permita que el rotor del resolución viaja una revolución por golpe completo del pistón.

Una versión de vuelo más nueva de este actuador utiliza cuatro motores de 15 hp. Los motores más pequeños reducen el peso y la inercia del motor. La constante de par de estos motores es de 16.8 oz-in./a, que se ejecuta a 100 A y 270 V para proporcionar la fuerza necesaria para mover una carga de 45,000 lb.

Otro diseño de posicionamiento
Aunque este posicionador de tornillo de liderazgo triple no se desarrolló para su uso en el espacio, demuestra mejoras en precisión y confiabilidad. Reduce el tiempo que lleva colocar las piezas con precisión en las máquinas, elevar o reducir las plataformas, los paquetes cuadrados con precisión, y garantizar que las plataformas permanezcan a nivel para equipos láser y telescopios de pirometría óptica.

Un sistema de posicionamiento de tornillo típico puede usar un control manual central, guiado en tres o cuatro varillas estacionarias, para mover una placa. Este diseño utiliza un conjunto triple de tornillo de plomo como mecanismo de posicionamiento principal. Conduce una placa hacia o lejos de una placa fija mientras mantiene las placas paralelas entre sí.

El ensamblaje consta de 27 piezas hechas en la tienda, nueve piezas compradas, como engranajes y cojinetes, y 65 pernos variados, llaves, tuercas, arandelas, etc. Todos los componentes se ensamblan en el soporte de control de tres puntos y el disco de un punto soporte. Estos ensamblajes se montan en una posición precisa de control de transmisión en la placa final base de la cavidad.

El posicionador opera por una manivela manual en uno de los pasadores de transmisión o por un accesorio remoto de accionamiento servo-motor. La posición de viaje se lee en una escala, en un accesorio de puntero o con una lectura LED. El ajuste de posición se puede controlar a 0.1 mm.