Les chercheurs continuent de rechercher des moyens d'améliorer la précision des systèmes de positionnement linéaire, de réduire ou d'éliminer les contrecoups, ainsi que de rendre ces appareils plus faciles à utiliser. Voici un aperçu des développements récents

Que le mouvement linéaire nécessaire soit un peu ou beaucoup, la précision de positionnement et la fiabilité sont quelques-uns des attributs nécessaires dans les systèmes linéaires. Deux centres de recherche qui développent souvent des produits à utiliser dans l'espace, Marshall Space Flight Center, Alabama et Lewis Research Center, Cleveland, ont développé des dispositifs de positionnement linéaires qui comportent des améliorations de ces attributs. L'un de ces appareils a été initialement développé pour une utilisation dans l'espace, l'autre pour plus d'applications liées à la Terre. Cependant, les deux ont des avantages à offrir l'industrie de la transmission d'électricité.

Les ingénieurs du Marshall Space Flight Center avaient besoin d'un actionneur linéaire pour les véhicules spatiaux. L'actionneur déplacera l'ensemble de buse du moteur principal d'un véhicule spatial. En combinaison avec un autre actionneur dans le même plan horizontal mais a tourné à 90 degrés, les actionneurs contrôleront les mouvements de tangage, de roulis et de lacet du véhicule. Les tolérances de ces mouvements sont de ± 0,050 po.

Fonctionnellement, l'actionneur doit fournir avec précision les mouvements linéaires incrémentiels à ces grands objets et maintenir la position contre les charges lourdes. La solution était un actionneur linéaire électromécanique. Il fournit un mouvement incrémentiel à un maximum de 6 pouces. Sa course minimale est inférieure à 0,00050 po. Il peut maintenir des charges à 45 000 lb.

Conversion du rotation en mouvement linéaire, cet actionneur est un appareil propre et simple qui peut remplacer les actionneurs hydrauliques dans des applications qui nécessitent un mouvement aussi puissant mais contrôlé. Cet appareil nécessite également peu de temps de maintenance pour le nettoyage et l'inspection, et il aide à réduire le temps nécessaire pour qualifier le système de vol.

Cette conception utilise un résolveur et une fonctionnalité relativement nouvelle, un arrangement d'alimentation anti-backlash. Le résolveur mesure le mouvement angulaire incrémentiel, qui contrôle le mouvement linéaire incrémentiel. Sa précision est de 6 arc / min. La relation entre la rotation et la traduction est connue à partir des rapports d'équipement et de la hauteur du fil.

La deuxième caractéristique est un arrangement d'alimentation anti-backlash. Il garantit que les dents de l'engrenage sont en contact constant dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens horaire.

Pour obtenir ce contact, les centres d'arbre doivent être alignés avec précision. Pendant la fabrication, les arbres sont usinés sur chaque ensemble.

Composants de l'actionneur
L'actionneur électromécanique se compose de quatre sections d'assemblage: 1) deux moteurs CC à 25 hp, 2) un train de vitesse, 3) un piston linéaire et 4) un boîtier d'accompagnement. Les moteurs CC tournent le train de vitesse, transmettant le mouvement de rotation à une vis à rouleaux, ce qui traduit ce mouvement vers un mouvement linéaire à travers le piston de sortie. Les moteurs fournissent une constante de couple de 34,6 oz-in./a. Les moteurs sont exécutés à 125 A. À la vis, l'unité développe un couple de 31 000 oz pouces, ou environ 162 lb-pi.

Deux moteurs CC sans balais sont fixés à une plaque de montage. La plaque de montage s'interface avec le système d'engrenage. Une petite plaque de réglage permet l'usinage à assemblage, ce qui facilite l'alignement précis des arbres. Cet arrangement aide également à éliminer le contrecoup dans le système de vitesse.

L'engrenage de pignon est clé sur l'arbre du moteur et soutenu par des roulements à l'intérieur du moteur. Les camarades de pignon avec l'ensemble d'arbre fou, qui comprend deux vitesses. L'arbre folle réduit la vitesse et transmet des couples élevés à l'équipement de sortie. Comme mentionné précédemment, l'un des engrenages folles est usiné directement dans l'arbre.

Le premier engrenage indien se compose de deux pièces qui permettent de petits ajustements pour éliminer le jeu de rotation dans le système.

Dans l'assemblage, le moteur inférieur se monte sur la plaque de montage du moteur, s'accouplant son engrenage de pignon aux engrenages réglables au régime réglables sur les arbres de fine. Le moteur supérieur est ensuite monté à l'aide de la plaque d'adjoint à moteur. Ensuite, les ingénieurs tournent manuellement les arbres du moteur, en déplaçant les engrenages folles par rapport à leurs arbres pour éliminer le jeu de rotation. Le moteur supérieur est ensuite retiré et une nouvelle plaque de réglage usinée à un centre exact. Ce processus d'assemblage élimine le contrecoup.

Les roulements prennent en charge chaque arbre folle aux deux extrémités. L'équipement de sortie est clés sur un arbre à vis à rouleau fileté. L'arbre et l'écrou et l'ensemble de piston de sortie fournissent des mouvements linéaires. Le désalignement est empêché avec un roulement linéaire qui stabilise le piston de sortie.

Les assemblages de roulements sphériques, à l'extrémité de la tige et dans le tige, comprennent des accessoires de montage pour se connecter au moteur et aux composants structurels.

Options
Pour atteindre une révolution du rotor de résolveur par trait de piston et éliminer la nécessité de compter les tours de l'arbre, les ingénieurs de la NASA rapportent qu'ils peuvent utiliser un lecteur harmonique avec un résolveur. Un tel entraînement devrait avoir un rapport de réduction qui permet au rotor de résolveur de parcourir une révolution par trait complet du piston.

Une version de vol plus récente de cet actionneur utilise quatre moteurs de 15 ch. Les moteurs plus petits réduisent le poids ainsi que l'inertie du moteur. La constante de couple de ces moteurs est de 16,8 oz-en./a, fonctionnant à 100 A et 270 V pour fournir la force nécessaire pour déplacer une charge de 45 000 lb.

Une autre conception de positionnement
Bien que ce positionneur de vis à pointe triple ne soit pas développé pour une utilisation dans l'espace, il démontre des améliorations de la précision et de la fiabilité. Il réduit le temps nécessaire pour positionner avec précision les pièces dans les machines, augmenter ou inférieur des plates-formes, précisément les forfaits carrés et s'assurer que les plates-formes restent au niveau des équipements laser et des télescopes à pyrométrie optique.

Un système de positionnement à vis typique peut utiliser un contrôle manuel basé sur le centre, guidé sur trois ou quatre tiges stationnaires, pour déplacer une plaque. Cette conception utilise un assemblage à triple creux de plomb comme mécanisme de positionnement principal. Il entraîne une plaque vers ou loin d'une plaque fixe tout en gardant les plaques parallèles les unes aux autres.

L'assemblage se compose de 27 pièces fabriquées en magasin, de neuf pièces achetées, telles que des engrenages et des roulements, et 65 boulons assortis, des claviers, des écrous, des rondelles, etc. Tous les composants sont assemblés sur le support de commande à trois points et le support d'entraînement à un point. Ces assemblages se montent dans une position précise de contrôle du lecteur sur la plaque d'extrémité de base de la cavité.

Le positionneur fonctionne soit par une manivelle manuelle sur l'une des épingles d'entraînement, soit par une attachement à entraînement-moteur distant. La position de voyage est lue sur une échelle, sur une pièce jointe du pointeur ou avec une lecture LED. Le réglage de position peut être contrôlé à 0,1 mm.