過去の機械的自動化システムの課題は、回転運動が電気モーターまたは機械モーターから有用な形態の線形運動に成功したことです。この点でブレークスルーであるコンベアベルトシステムは、生産環境で使用するためのロータリーから線形運動変換の最初の有用な実装の1つを表しています。これらのシステムは、ブルートの機械的力の使用によって以前に達成できるよりもはるかに効率的な方法で、さまざまな原材料とワークピースをはるかに効率的に輸送することができ、生産環境で非常に有用です。

今日、回転運動変換の分野での重要なエンジニアリング作業により、幅広い高度な自動化アプリケーションに役立つ、多様なクラスの線形機械的アクチュエーターが得られました。課題は、製造環境における原材料の動き、またはツールを正確な位置に移動するように設計されたより高度なモーションシステムの構築など、目的の機能に適したアクチュエーターを選択することです。

適切な線形機械的アクチュエータを選択するには、目的の負荷容量、スラスト力、必要な脳卒中距離などのいくつかの重要な考慮事項を考慮する必要があります。これらは主な考慮事項ですが、メンテナンスの負担などの他の人も確かに重要な役割を果たしています。

2つの広く使用されている機械化された線形アクチュエーターは、駆動メカニズム - ベルト駆動型およびボールスクリュー駆動のアクチュエーターによって区別されます。どちらのタイプも同様のタイプのアプリケーションで採用されていますが、2つは機能が大きく異なります。各タイプには、アクチュエータの選択において慎重に考慮する必要があるユニークな強みと重要な制限があります。

ベルト駆動のアクチュエーター

ベルト駆動のアクチュエーターは、コンベアベルトシステムと同じ原則の下で動作します。ベルトドライブは、2つの円形の滑車間で接続されたタイミングベルトを介して、回転運動を線形動作に変換します。タイミングベルトは通常、繊維強化エラストマーで作られていますが、他の多くのベルト材料は、より厳しい用途に利用できます。ベルトには、ロータープーリーと界面を締めくくる歯があり、トルクを効率的に伝達し、滑りを防ぎます。ベルトドライブは、キャリッジが上部に乗っている間にアルミニウムボディに囲まれており、ドライブシャフトインターフェイスは通常、アクチュエータの側面に垂直に位置しています。

ボールスクリュー駆動のアクチュエーター

ボールスクリュー駆動のアクチュエーターの背後にある基本原理は、本質的にリードネジ駆動型システムよりも改善されています。ボールスクリュー駆動のアクチュエーターでは、ボールスクリューの回転がボールナット/マウントされたキャリッジを駆動します。スタッドとボールスクリューの間のインターフェイスが本質的にボールベアリングシステムであり、レースウェイに沿ってナットのスチールボールが硬化したスチールボールが硬化しているという事実スタッドの。ベルト駆動のアクチュエーターと同様に、ボールスクリュー駆動のアクチュエータの駆動コンポーネントは、馬車が上部に移動する間、アルミニウムボディに囲まれています。ベルト駆動のアクチュエーターとは対照的に、ドライブシャフトインターフェイスは、アクチュエータの端から外れたボールスクリューに沿って位置しています。

それぞれの強みと制限

通常、ベルト駆動のアクチュエーターは、長い移動距離を必要とするアプリケーションよりも好まれます。これは、同様の長さのボールスクリュー駆動のアクチュエータで達成できるよりも費用対効果が高いことです。さらに、ベルト駆動のアクチュエーターは一般により効率的であり、重要な可動部品が少ないため、労働集約的なメンテナンスが少なくなります。それにもかかわらず、トルクの適切な移動を確実にするためには、ベルトの適切な張力が重要であり、通常、定期的なメンテナンス期間でのベルトの再テンションが必要です。

あるいは、ボールスクリューユニットは、ローリングボールベアリングシステムに非常に似ているため、より高い負荷を運ぶことができ、より高い推力力を達成することができます。このため、ボールスクリュー駆動のアクチュエーターは、高レベルの精度のために大きな重い負荷の配置が必要になる可能性があるアプリケーションで理想的です。特定のアクチュエータの設計に応じて、ボールスクリューの周期的な潤滑が必要になる場合があります。

2つのアクチュエータタイプをさらに比較すると、シンプルさと効率にもかかわらず、ベルト駆動のアクチュエーターに追加の欠点が明らかになります。より高い負荷/スラスト需要には、かなり厚いベルトが必要です。ベルトは衝撃荷重の影響を受けやすくなりますが、この懸念は、弾力性を犠牲にして強度を追加できるベルト材料を慎重に選択することにより、ある程度緩和することができます。さらに、伸長に対するベルトの脆弱性により、ボールスクリューアクチュエーターの位置決めの精度は、ベルト駆動のアクチュエーターの位置付けよりも優れている傾向があります。このため、ボールスクリュー駆動のアクチュエーターは、長期間にわたって高度の信頼性と再現性を必要とするアプリケーションに好まれます。ベルトドライブプーリーは、このような繰り返される需要の下でローターを滑ることに対して脆弱であるため、ボールスクリュー駆動のアクチュエーターは、高い加速と高い推力需要に好ましい選択です。

結論として、ボールスクリュー駆動のアクチュエーターは、非常に正確なポジショニングとともに、高負荷および/またはスラスト力が必要なアプリケーションのより良い選択です。ただし、効率が高く、シンプルさがあるため、ベルト駆動のアクチュエーターは、特に高速が必要な場合に、より低い負荷のあるアプリケーションに適した選択肢のままです。ベルト駆動のアクチュエーターは、長いストローク用途向けの費用対効果の高いソリューションでもあります。ベルト駆動型とボールスクリュー駆動の機械的アクチュエーターの間で選択するタスクは気が遠くなるように思えるかもしれませんが。一見、各設計の長所と短所は、各ユニークなアプリケーションごとに明確な選択を提供します。