La construction d'un système de mouvement linéaire réussi commence par le choix de l'actionneur approprié. Entre les différentes tailles, technologies et qualités, des centaines d'options existent. L'astuce consiste à Winnow à l'actionneur qui fournira les meilleurs résultats. Heureusement, ce n'est pas aussi difficile que cela puisse paraître. Les exigences de l'application réduiront l'ensemble des solutions d'actionneur possibles et les contraintes du projet détermineront le meilleur ajustement.

Le processus commence par considérer la série de facteurs clés répertoriés ici.

Vitesse

La vitesse est un facteur important à considérer lors de la sélection d'un actionneur. Bien que les actionneurs de type vis soient efficaces, des composants économiques, à des vitesses très élevées, ils souffrent d'un phénomène connu sous le nom de fouet de vis, dans lequel la vis s'incarne en ce qui concerne. Le fouet à vis provoque des vibrations et une usure prématurée.

Le seuil de fouet à vis, appelé la vitesse critique, dépend des dimensions et du matériau de la vis. La vitesse critique peut être calculée analytiquement à l'aide d'équations bien connues. Si la vitesse est trop élevée pour l'utilisation d'un actionneur de type vis, envisagez un moteur linéaire ou un actionneur d'entraînement par courroie.

Charger

Il est essentiel que l'actionneur soit de taille appropriée pour la charge. Il y a plusieurs facteurs à considérer lors du dimensionnement de la capacité de charge: la capacité de charge radiale des roulements de guidage, la capacité de moment du chariot de support et la capacité de charge axiale des roulements de support et la vis de bille. Il est important de choisir un actionneur conçu pour aborder les charges présentées par l'application.

Une idée fausse commune est que seule la capacité de charge compte, et la capacité de charge permet de calculer la durée de vie d'un actionneur en vertu d'une charge donnée. Cependant, d'autres facteurs doivent être pris en considération, comme la rigidité de l'actionneur dans diverses directions de charge. L'équipe de conception peut exécuter des calculs de déflexion de chargement pour déterminer si l'actionneur fonctionnera avec succès dans l'application.

Un autre facteur à considérer est le positionnement de la charge. Une masse reposant au sommet d'un chariot qui longe l'axe de l'actionneur introduit des forces très différentes d'une charge surplombe qui applique un moment de renversement. Assurez-vous que l'actionneur est correctement dimensionné et soutenu.

Les applications verticales nécessitent des soins particuliers pour préserver la position de la charge. Pour certains paramètres de conception, les vis de plomb sont auto-verrouillables. Cela signifie qu'ils ne peuvent pas être entraînés par le dos, même en cas de défaillance du moteur. Afin d'être assuré qu'une vis est auto-verrouillable, l'efficacité de la vis doit être inférieure à 50%, où l'efficacité est fonction de l'angle de plomb et du coefficient de frottement entre l'écrou et la vis. Alternativement, les actionneurs de rack-and-Pinion peuvent également fonctionner.

Les ceintures se sont considérablement améliorées ces dernières années. Ils sont robustes et très conçus afin qu'ils ne nécessitent plus de tension régulière comme ils l'ont fait. Les lecteurs de ceinture sont de bons choix si les exigences de vitesse et de trait sont en dehors de ce qu'une vis de balle ou une vis de plomb peut fournir. Des précautions spéciales doivent être prises si un lecteur de courroie est utilisé dans une application verticale. Il est recommandé qu'un contrepoids ou un frein soit utilisé selon le cas pour ralentir, arrêter et soutenir la charge pour la sécurité.

Longueur de trait

Le prochain facteur à considérer est la longueur de course. Les actionneurs basés sur les vis sont efficaces et peuvent, dans certains cas, être utilisés pour des accidents vasculaires cérébraux jusqu'à 5 pieds ou plus. Des précautions doivent être prises pour que des actionneurs à vis de voyage très longs ne dépassent pas la vitesse critique. Pour les longues longueurs de course, les lecteurs de ceinture sont de meilleures options. Les ceintures d'aujourd'hui sont des matériaux hautement conçus qui nécessitent peu d'entretien. Ils peuvent être utilisés sur des distances jusqu'à 50 pieds.

Une autre option pour les longs traits est un moteur linéaire. Essentiellement déroulé les servomoteurs, les moteurs linéaires sont constitués d'une force qui se déplace le long d'une piste aimée fixe. En théorie, la piste peut être aussi longue que souhaitée. D'un point de vue pratique, les moteurs linéaires sont limités à la fois par l'exigence de fournir une piste aimante de niveau soigneusement alignée et par les coûts des aimants. La gestion des câbles moteur sur de très longs voyages peut également être un défi.

Répétabilité

Chaque application a une exigence de répétabilité. Le bon choix d'actionneur offre un système qui satisfera non seulement ces exigences, mais aidera également le projet à atteindre les objectifs pour le budget et le temps d'assemblage. Les actionneurs de type vis offrent une répétabilité de l'ordre de ± 0,0001 à ± 0,003 po.

Le choix optimal dépend des besoins de l'application. Les lecteurs de ceinture ne fonctionnent pas aussi bien que les actionneurs de type vis, mais pour une application avec des tolérances plus indulgent que les lecteurs de courroie peuvent offrir des économies importantes. Pour des applications plus exigeantes, les actionneurs de moteur linéaires offrent une répétabilité qui peut être inférieure au micron.

Cycle de service

Le cycle de service a un grand effet sur la durée de vie de l'équipement. Il est important de choisir un actionneur linéaire qui peut répondre à l'exigence de demande. Les vis des plombs, par exemple, sont basées sur le contact coulissant - acier typiquement inoxydable en plastique (il existe de nombreux choix disponibles en fonction de l'application). Cela introduit une usure significative au cours de la durée de vie de l'appareil. En conséquence, les vis de plomb doivent être évitées si vous avez une charge combinée élevée et une application à cycle élevé.

Au lieu de cela, choisissez un actionneur de vis de balle recirculation. Ces appareils ont des frictions roulantes, pas des frictions coulissantes, donc elles durent plus longtemps et la vie est plus prévisible. Les balles peuvent être endommagées, en particulier avec des charges élevées. Pour les applications qui ne peuvent pas tolérer la défaillance, essayez une vis à rouleau planétaire. Ces appareils distribuent un poids pour minimiser l'usure, ce qui en fait de bons ajustements pour les applications militaires et aérospatiales, entre autres. Pour les applications budgétaires, un lecteur de courroie peut également fonctionner.

Environnement

L'environnement de fonctionnement d'une application a également une incidence sur le choix de l'actionneur. Dans un environnement de salle blanche, évitez les actionneurs à l'écriture de plomb. Le contact métal-plastique génère des particules qui compromettent la cote de la salle blanche.

À l'inverse, des environnements extrêmement sales peuvent endommager les actionneurs. Dans les actionneurs de style canne, la vis est scellée dans le boîtier. En conséquence, les actionneurs de style tige sont raisonnablement sûrs dans les environnements avec contamination et liquide. Dans les actionneurs sans tige, la charge repose sur un chariot qui doit se connecter à la vis, qui peut exposer l'actionneur à la contamination.

En conséquence, les actionneurs sans tige ont besoin de dispositions spéciales, que la technologie de base soit un actionneur de type vis ou un moteur linéaire. Recherchez des composants avec des notes IP. Envisagez de monter la fente face vers le bas pour réduire la pénétration. Sachez que la lubrification peut piéger et maintenir les particules pour endommager les surfaces au fil du temps.

Un autre facteur à considérer dans l'environnement est la quantité d'espace disponible. Le meilleur actionneur du monde est inutile s'il ne rentre pas dans l'enveloppe à portée de main. Spécifiez les actionneurs au début de la phase de conception pour vous assurer qu'il existe un espace suffisant. Travaillez en étroite collaboration avec votre fournisseur pour profiter de tous les facteurs qui peuvent fournir les caractéristiques dont vous avez besoin dans un facteur de forme compacte.

Budget

Il est toujours important de garder à l'esprit les cibles de tarification. Les moteurs linéaires sont les plus chers, suivis des actionneurs de type vis (vis planétaire, vis à billes et vis de plomb). Les lecteurs de ceinture sont les plus économiques.

L'ingénierie implique toujours des compromis. La liste ci-dessus est une première coupe à la sélection de l'actionneur. Pour une application donnée, des contraintes spéciales peuvent signifier que le budget est une priorité plus importante que les performances, par exemple, ou que le cycle de service est plus important que la vitesse. Démarrez le processus de spécification du possible un actionneur dès le début de la phase de conception. Essayez de travailler avec des composants standard. Si aucun de ceux-ci ne satisfait vos besoins, parlez avec votre fournisseur de développer un produit personnalisé qui fera le travail.