I ricercatori continuano a cercare modi per migliorare l'accuratezza dei sistemi di posizionamento lineare, ridurre o eliminare il contraccolpo, oltre a rendere tali dispositivi più facili da usare. Ecco uno sguardo ai recenti sviluppi

Se il movimento lineare necessario è un po 'o molto, l'accuratezza e l'affidabilità del posizionamento sono alcuni degli attributi necessari nei sistemi lineari. Due centri di ricerca che spesso sviluppano prodotti per l'uso in Space, Marshall Space Flight Center, Alabama e Lewis Research Center, Cleveland, hanno sviluppato dispositivi di posizionamento lineare che presentano miglioramenti in questi attributi. Uno di questi dispositivi è stato inizialmente sviluppato per l'uso nello spazio, l'altro per ulteriori applicazioni legate alla Terra. Tuttavia, entrambi hanno vantaggi da offrire l'industria della trasmissione di energia.

Gli ingegneri del Marshall Space Flight Center avevano bisogno di un attuatore lineare per i veicoli spaziali. L'attuatore sposterà il gruppo ugello del motore principale di un veicolo spaziale. In combinazione con un altro attuatore sullo stesso piano orizzontale ma ha trasformato 90 gradi, gli attuatori controlleranno i movimenti di pitch, rotolo e imbardata del veicolo. Le tolleranze di questi movimenti sono ± 0,050 pollici.

Funzionalmente, l'attuatore deve fornire accuratamente movimenti lineari incrementali a questi grandi oggetti e mantenere la posizione contro carichi pesanti. La soluzione era un attuatore lineare elettromeccanico. Fornisce un movimento incrementale a un massimo di 6 pollici. La sua corsa minima è inferiore a 0,00050 pollici. Può contenere carichi a 45.000 libbre.

Convertindo il rotante in movimento lineare, questo attuatore è un dispositivo pulito, semplice, che può sostituire gli attuatori idraulici in applicazioni che richiedono un movimento così potente ma controllato. Questo dispositivo richiede anche pochi tempi di manutenzione per la pulizia e l'ispezione e aiuta a ridurre il tempo necessario per qualificare il sistema di volo.

Questo design utilizza un resolver e una funzionalità relativamente nuova, una disposizione di ingranaggi anti-backlash. Il risolutore misura il movimento angolare incrementale, che controlla il movimento lineare incrementale. La sua precisione è di 6 arco/min. La relazione tra rotazione e traduzione è nota dai rapporti degli ingranaggi e dal thread pitch.

La seconda funzione è una disposizione di ingranaggi anti-backlash. Assicura che i denti degli ingranaggi siano in costante contatto in direzioni in senso orario e in senso antiorario.

Per raggiungere questo contatto, i centri dell'albero devono essere allineati con precisione. Durante la produzione, gli alberi vengono lavorati su ciascun gruppo.

Componenti dell'attuatore
L'attuatore elettromeccanico è costituito da quattro sezioni di assemblaggio: 1) due motori DC da 25 hp, 2) un treno a marcia, 3) un pistone lineare e 4) un alloggio di accompagnamento. I motori DC ruotano il treno del cambio, trasmettendo il movimento di rotazione a una vite a rullo, che traduce quel movimento al movimento lineare attraverso il pistone di uscita. I motori forniscono una costante di coppia di 34,6 once ./a. I motori vengono eseguiti a 125 A. alla vite, l'unità sviluppa una coppia di 31.000 once, o circa 162 lb-ft.

Due motori DC senza spazzole sono fissati a una piastra di montaggio. La piastra di montaggio si interfaccia con il sistema di ingranaggio. Una piccola piastra a regolamento consente la lavorazione di assomenti, che facilita l'allineamento preciso degli alberi. Questa disposizione aiuta anche a eliminare il contraccolpo all'interno del sistema di ingranaggi.

L'ingranaggio del pignone è chiave sull'albero del motore e supportato da cuscinetti all'interno del motore. I compagni di pignone con il montaggio dell'albero meschino, che include due marce. L'albero folle riduce la velocità e trasmette coppie elevate all'ingranaggio di uscita. Come accennato in precedenza, uno degli ingranaggi folle è lavorato direttamente nell'albero.

La prima attrezzatura folle è costituita da due pezzi che consentono piccoli regolazioni per rimuovere il gioco rotazionale nel sistema.

Nell'assemblaggio, il motore inferiore si monta sulla piastra di montaggio del motore, che si accoppiava gli ingranaggi del pignone verso gli ingranaggi regolabili sugli alberi folle. Il motore superiore viene quindi montato utilizzando la piastra del motore-adjuster. Successivamente, gli ingegneri ruotano manualmente gli alberi del motore, muovendo gli ingranaggi odiosi rispetto ai loro alberi per rimuovere il gioco rotazionale. Il motore superiore viene quindi rimosso e una nuova piastra a regolamento lavorata su un centro esatto. Questo processo di assemblaggio elimina il contraccolpo.

I cuscinetti supportano ogni albero del minimo ad entrambe le estremità. L'ingranaggio di uscita è digitato su un albero a vite a rulli filettato. L'albero e il dado e l'assemblaggio del pistone di uscita forniscono movimenti lineari. Il disallineamento è prevenuto con un cuscinetto lineare che stabilizza il pistone di uscita.

I gruppi di cuscinetti sferici, all'estremità dell'asta e nell'arco di coda, includono attacchi di montaggio per connettersi al motore e ai componenti strutturali.

Opzioni
Per ottenere una rivoluzione del rotore del resolver per corsa del pistone ed eliminare la necessità di contare le curve dell'albero, gli ingegneri della NASA riferiscono che possono usare un'unità armonica con un resolver. Tale unità dovrebbe avere un rapporto di riduzione che consente al rotore del resolver di percorrere una rivoluzione per piena corsa del pistone.

Una nuova versione di volo di questo attuatore utilizza quattro motori da 15 CV. I motori più piccoli riducono il peso e l'inerzia del motore. La costante di coppia di questi motori è di 16,8 once.

Un altro design di posizionamento
Sebbene questo posizionatore a vite a triplo conduttore non sia stato sviluppato per l'uso nello spazio, dimostra miglioramenti di precisione e affidabilità. Riduce il tempo necessario per posizionare accuratamente le parti nelle macchine, raccogliere o inferiori piattaforme, pacchetti quadrati precisamente e garantire che le piattaforme rimangono a livello per le attrezzature laser e i telescopi ottici-pirometria.

Un tipico sistema di posizionamento a vite potrebbe utilizzare un controllo manuale guidato dal centro, guidato su tre o quattro aste fisse, per spostare una piastra. Questo design utilizza un gruppo triplo-vite come meccanismo di posizionamento principale. Guida una piastra da o lontano da una piastra fissa mantenendo le piastre parallele tra loro.

L'assemblaggio è composto da 27 parti realizzate in negozio, nove parti acquistate, come ingranaggi e cuscinetti, e 65 bulloni assortiti, chiavette, dadi, rondelle, ecc. Tutti i componenti sono assemblati sulla parentesi di controllo a tre punti e l'unità a un punto fascia. Questi assiemi si monta in una posizione precisa di controllo della trasmissione sulla piastra di base della cavità.

Il posizionatore opera con una manovella manuale su uno dei pin di guida o da un remoto attaccamento a trazione servo-motoria. La posizione di viaggio viene letta su una scala, su un allegato puntatore o con una lettura a LED. La messa a punto della posizione può essere controllata a 0,1 mm.