線形アクチュエーターに関しては、電気機械装置が速度、精度、サイズのために空気圧のいとこよりも選択の選択肢になりつつあります。

近年、工場や会社のマネージャーからの需要が大きくなり、工場の自動化機器でより多くの電動ロッドスタイルのアクチュエーターと空気圧アクチュエーターが少なくなりました。いくつかの要因がこの変換を促進していますが、最も重要なものには、増加するニーズが含まれます。

• より高い精度の可能性がある電気機械アクチュエーターを使用して、機械性能を向上させます。
• 空気圧アクチュエーターと同じ推力を提供するためにスペースの約4分の1のみを必要とする電気機械アクチュエーターを使用して、機器のサイズを縮小します。
• 電気機械的アクチュエーターは24時間年中無休で維持する空気圧縮機を必要としないため、エネルギーをより効率的に利用します。
• 電気機械的アクチュエーターはコンポーネントを使用するより少なく、コンプレッサーを必要とせず、空気漏れを患っていないため、メンテナンスと総所有コストを削減します。

空気圧アクチュエーターを電気機械型に置き換えることが決定されたら、次のステップは、多くのブランドの中から適切な電気機械アクチュエーターを選択することです。基本的な推力仕様は同様かもしれませんが、ライフサイクルのパフォーマンス、保守性、環境抵抗の分野には大きな違いがあります。

一般的に言えば、ボールスクリューの直径が大きいほど、スラストポテンシャルが大きくなります。ただし、これを達成するには、スラストベアリングの適切な交尾と、延長チューブ、インナーボールナット、ベアリングハウジング、ワイパーハウジングなどのすべての固定点が必要です。それ以外の場合、推力の増加はシステム寿命を犠牲にして行われます。荷物を処理するには弱すぎるコンポーネントは、はるかに速く摩耗したり、損傷したりします。

2つのアクチュエーターを使用すると、それぞれに16 mmのボールスクリューが装備され、750 Nのスラストを提供できます。たとえば、1つは2,000 kmの旅行寿命を持ち、もう1つは8,000 kmの移動を提供します。違いは、ボールスクリューと他のコンポーネントが互いにどの程度うまく交尾しているかにあります。

さらに、コストとフットプリントと相関するボールスクリューの直径が大きいため、ボールスクリューとその他のコンポーネントを適切に交配すると、両方が減少します。 3,200 nの力のアプリケーション要件を満たすために、1つのベンダーは直径20 mmのボールネジを使用できますが、別のベンダー（適切に交配されたコンポーネントがある）は、直径12 mmのネジで同じ推力を達成する場合があります。したがって、後者のボールネジは、パフォーマンスを犠牲にすることなく縮小することができます。

他のコンポーネントと適切に交配するボールネジは、アクチュエーターの寿命に大きく影響し、キャリア設計と組み合わせると、2つの要因が精度と負荷容量に最も大きな影響を与えます。アクチュエーターの設計のもう1つの目標は、放射状と横方向の遊びを減らすことです。これに影響を与える要因は、キャリアボディの直径、接触表面積、およびサポート脚の使用です。たとえば、より大きなキャリア本体は、サイドロードの状況で表面接触領域を最大化することにより、より大きな外部放射状負荷をサポートします。電気アクチュエーターを補強する能力は、空気圧または油圧アクチュエーターでは達成できないレベルにパフォーマンス、精度、コンパクトさを高めます。

表面積を最大化すると半径方向の負荷容量が改善されますが、必ずしも安定性に役立つとは限りません。これは、高い脚を溝のあるチャネルにロックすることでしばしば対処されます（上の画像の3つ）。これらのサポート脚は振動を減らし、ノイズを追加し、摩耗に寄与する可能性があります。ほとんどのデザインでは、そのような尾根を1つまたは2つ使用しているため、プレイを削除しますが、システムが時間の経過とともに摩耗し始めると、クリックサウンドを生成できます。ただし、2本ではなく4本の脚を使用すると、摩耗と騒音が削減され、より効果的で耐久性のある防止防止防止が得られます。さらに、追加の脚は、しが​​みつく戻りの動きを保証し、摩耗による遊びをさらに減らします。

さらに、これらのキャリアの脚を外側に曲げると、ラジアルプリロードが作成され、スラストチューブでのプレイが減少します。また、キャリアのボディとボールナットを中心にして、キャリアを押し出しに吹き飛ばし、デバイスの寿命にわたって摩耗を補う必要性を排除します。すべてをアライメントに保つことで、一貫したアイドルトルクのためにアクチュエータが較正する必要がある回数を削減します。

耐摩耗性は、摩耗や騒音の低減に重要です。しかし、エアギャップがまったくない場合、アクチュエーターが高速で実行されると圧力がかかります。これにより、過熱が発生し、潤滑の問題やその他の耐久性の問題に貢献します。これに対処するために、キャリアの脚の男性のキー機能の2つを残りの2つよりも低くします。これは、トムソンがそのアクチュエーターの多くで採用するアプローチです。これにより、圧力が蓄積しないように十分なギャップが提供されます。上記の画像に見られるように、男性のキーのうち2つは、キャリアの脚に直交している特徴が残りの2つよりも低くなっています。

保守性

メンテナンスの容易さは、ライフサイクルのパフォーマンスに影響を与え、生産性の利点に貢献します。電気機械的アクチュエーターは、潤滑と運動処理が異なります。ほとんどのアクチュエーターは撤回して、潤滑のために部品を60％から70％に部分的に露出させます。技術者はキャップを取り外し、潤滑が必要な部品を見つけ、グリースを追加し、このプロセスを繰り返す必要がある場合があります。

ただし、より良いアプローチは、チューブを完全に拡張または撤回し、すべてのコンポーネントが最大の曝露のために明らかになることです。これにより、企業は自動潤滑を使用できます。さらに、潤滑ニップルを使用すると、キャップを取り外す必要がなくなり、メンテナンスがさらに簡素化されます。

機械的アクチュエータとモーターを結合するのに必要な時間を排除すると、メンテナンスを強化することもできます。伝統的に並列構成でモーターを取り付けるには、20〜25分かかります。モーターが取り付けられたら、技術者はさまざまなツールを使用して、適切なベルトの張力と整列のために調整する必要があります。これには、少なくとも12ステップが必要です。

ただし、アクチュエータに事前に組み立てられた並列溶液が付属している場合、アセンブリ中にベルトを事前に張力で張り、マルチステップ張力調整の必要性を排除できます。モーターは、3つのステップでのみボルトで締めて使用できます。インライン取り付けの場合、事前に組み立てられたソリューションの利点は類似していますが、劇的ではありません。

さらに、ストラドルマウントベアリングを使用すると、不整合のリスクがなくなります。また、モーターシャフトを放射状の負荷から保護し、ノイズを減らし、アクチュエータの寿命をさらに延長します。

環境抵抗

電気機械的アクチュエーターは、過酷な状態、環境、および頻繁な高圧ウォッシュダウンに耐える能力が異なります。これは、外部プロファイル、材料の選択、シーリング方法に依存します。

滑らかな表面を持つプロファイルは、ほこりや液体を蓄積しないため、溝のある表面よりもきれいです。したがって、頻繁なウォッシュダウンが必要な場合、それらは厳しい環境により適しています。ただし、洗練された外観を持つことには欠点があります。センサーアタッチメントを必要とするアプリケーションで使用する場合は、センサーを取り付けるには追加のプラスチックアドオンが必要になる場合があります。

環境抵抗は、拡張チューブの材料組成にも依存します。ほとんどのシステムはChrome Steelを使用していますが、ステンレス鋼は過酷な環境に適しています。

環境に対する抵抗の重要な指標は、侵入保護（IP）コードです。たとえば、65のIP定格は、食品および飲料業界のウォッシュダウン運用に見られるように、デバイスがダストプルーフであり、あらゆる方向からの低圧ウォータージェットから保護されていることを意味します。この評価を満たしている電気アクチュエーターはわずかですが、腐食性環境では重要です。 54のIP評価は、水しぶきのある水に対するある程度の保護と粉塵に対する100％未満の保護を提供するため、一部のウォッシュダウンアプリケーションでは許容されますが、圧力がかかっている場合は受け入れられません。線形アクチュエーターの間で一般的な40のIP評価は、ほこりや液体保護がないことを意味します。

より高いIP評価は、主により良いシールの使用に依存します。たとえば、トムソンは、電気機械的アクチュエーターにモーターマウントを含むすべてのコンパートメントを封印します。すべてのガスケットも密閉され、取り付けプレートで停止するのではなく、モーターに戻るまで伸ばす必要があります。

次世代のモーションコントロール

市場の需要が成長するにつれて、転換時間の短縮、信頼性の向上、エネルギーの節約の向上、メンテナンスと運用コストの削減により、ますます多くの設計者とエンドユーザーが空気圧アクチュエーターよりも電気機械に切り替えています。洗練されたモーション制御を必要とする機械の場合、電気機械的アクチュエータは実質的に唯一の選択肢です。しかし、単純な線形モーションタスクでさえ、モーションコントロールデザイナーとユーザーは、メンテナンスの少ない、および/または簡単なメンテナンス、エネルギー節約の増加、およびクリーンな操作のために電気作動に傾いています。

さまざまなブランドの電気アクチュエーターを慎重に比較することで、さらに大きな利点が可能です。請求されたシステムの寿命と空間要件のコンテキストで、常に「負荷運搬能力」を解釈してください。これらの分野には本当のトレードオフがあります。キャリアの設計は、正確さと横方向および回転荷重能力に影響を与えるため、キャリアがチャネルでどのように保護されているか、およびガイダンスメカニズムの形状とサイズに細心の注意を払ってください。

より良い握りのために曲がっている可能性のある脚や脚のデザインなどの改善されたメカニズムと部品は、精度と摩耗を改善します。そして、適切な外部プロファイル、材料の選択、およびシーリング戦略は、環境抵抗の重要な要因です。より滑らかなプロファイル、ステンレス鋼の材料、およびより高いIP評価は、最大の保護を提供する傾向があります。