성공적인 선형 모션 시스템 구축은 적절한 액추에이터를 선택하는 것으로 시작됩니다. 다양한 크기, 기술 및 품질 사이에 수백 가지 옵션이 존재합니다. 비결은 최상의 결과를 제공 할 액추에이터로 내려가는 것입니다. 다행히도, 그것은 소리만큼 어렵지 않습니다. 응용 프로그램의 요구 사항은 가능한 액추에이터 솔루션 세트를 줄이고 프로젝트의 제약이 가장 잘 맞는 것을 결정합니다.

이 과정은 여기에 나열된 일련의 주요 요소를 고려하는 것으로 시작합니다.

속도

속도는 액추에이터를 선택할 때 고려해야 할 중요한 요소입니다. 나사 형 액추에이터는 효과적이고 경제적 인 구성 요소이지만 매우 빠른 속도의 스크류 휘파람으로 알려진 현상으로 고통 받고 나사가 돌면서 튀어 나옵니다. 나사 채찍은 진동과 조기 마모를 유발합니다.

임계 속도라고 불리는 나사 채찍의 임계 값은 나사의 치수와 재료에 따라 다릅니다. 임계 속도는 잘 알려진 방정식을 사용하여 분석적으로 계산할 수 있습니다. 나사 형 액추에이터를 사용하기에는 속도가 너무 높으면 선형 모터 또는 벨트 구동 액추에이터를 고려하십시오.

짐

액추에이터의 하중에 적절하게 크기를 조정해야합니다. 가이드 베어링의 방사상 하중 용량,지지 캐리지의 모멘트 용량 및지지 베어링의 축 방향 하중 용량 및 볼 스류의 축 방향 하중 용량 인 하중 용량 크기가 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다. 응용 프로그램에서 제시 한 하중을 해결하도록 설계된 액추에이터를 선택하는 것이 중요합니다.

일반적인 오해는 부하 용량 만 중요하고 부하 용량만으로 주어진 하중 하에서 액추에이터의 서비스 수명을 계산할 수 있다는 것입니다. 그러나 다양한 하중 방향으로 액추에이터의 강성과 같은 다른 요인을 고려해야합니다. 디자인 팀은 액추에이터가 응용 프로그램에서 성공적으로 수행할지 여부를 결정하기 위해 하중 공인 계산을 실행할 수 있습니다.

고려해야 할 또 다른 요소는 하중의 위치입니다. 액추에이터의 축을 따라 달리는 마차 위에 놓여있는 질량은 전복 순간을 적용하는 오버 hung 하중과는 매우 다른 힘을 소개합니다. 액추에이터의 크기가 적절하고지지되어 있는지 확인하십시오.

수직 응용 분야는 부하 위치를 보존하기 위해 특별한주의가 필요합니다. 특정 설계 매개 변수의 경우 리드 나사가 자체 잠금입니다. 이것은 모터 고장 시에도 다시 운전할 수 없다는 것을 의미합니다. 나사가 자체 잠금을 보장하기 위해서는 나사의 효율이 50%미만이어야하며, 여기서 효율은 리드 각도의 함수이며 너트와 나사 사이의 마찰 계수입니다. 또는 랙 앤 피니언 액추에이터도 작동 할 수 있습니다.

최근 몇 년 동안 벨트가 현저히 향상되었습니다. 그들은 강력하고 고도로 엔지니어링되어 더 이상 한때 한 방식대로 정기적으로 긴장 할 필요가 없습니다. 속도와 스트로크 요구 사항이 볼 스크류 또는 리드 스크류가 제공 할 수있는 것 외부에있는 경우 벨트 드라이브는 좋은 선택입니다. 벨트 드라이브가 수직 애플리케이션에 사용되는 경우 특별한주의를 기울여야합니다. 카운터 웨이트 또는 브레이크를 안전하게 속도를 늦추고 멈추고지지하는 데 적절하게 사용하는 것이 좋습니다.

스트로크 길이

고려해야 할 다음 요소는 뇌졸중 길이입니다. 나사 기반 액추에이터는 효과적이며 경우에 따라 최대 5 피트 이상의 스트로크에 사용할 수 있습니다. 중요한 속도를 초과하지 않도록 매우 긴 여행 나사 구동 액추에이터를 관리해야합니다. 긴 스트로크 길이의 경우 벨트 드라이브가 더 나은 옵션입니다. 오늘날의 벨트는 유지 보수가 거의 필요하지 않은 고도로 설계된 재료입니다. 그들은 50 피트의 거리에서 사용할 수 있습니다.

긴 스트로크의 또 다른 옵션은 선형 모터입니다. 본질적으로 풀리지 않은 서보 모터 인 선형 모터는 고정 된 자석 트랙을 따라 이동하는 힘으로 구성됩니다. 이론적으로 트랙은 원하는만큼 길 수 있습니다. 실제적인 관점에서, 선형 모터는 레벨, 신중하게 정렬 된 자석 트랙을 제공 해야하는 요구 사항과 자석 비용으로 제한됩니다. 매우 긴 여행을 통해 모터 케이블을 관리하는 것도 어려울 수 있습니다.

반복성

모든 응용 프로그램에는 반복성 요구 사항이 있습니다. 올바른 액추에이터 선택은 이러한 요구 사항을 충족시킬뿐만 아니라 프로젝트가 예산 및 조립 시간 목표를 충족시키는 데 도움이되는 시스템을 제공합니다. 나사 형 액추에이터는 ± 0.0001 ~ ± 0.003 인치의 순서대로 반복성을 제공합니다. 이것은 벨트 구동의 경우 ± 0.002 ~ ± 0.010 in과 비교됩니다.

최적의 선택은 응용 프로그램의 요구에 따라 다릅니다. 벨트 드라이브는 스크류 형 액추에이터만큼 성능이 없지만 더 용서하는 공차가있는 응용 프로그램의 경우 벨트 드라이브가 상당한 비용을 절약 할 수 있습니다. 보다 까다로운 응용 분야의 경우 선형 모터 액추에이터는 하위 미크론이 될 수있는 반복성을 제공합니다.

듀티 사이클

듀티 사이클은 장비 수명에 큰 영향을 미칩니다. 응용 프로그램 요구 사항을 충족 할 수있는 선형 액추에이터를 선택하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 리드 스크류는 슬라이딩 접촉을 기반으로합니다. 일반적으로 스테인리스 스틸에서 플라스틱 스틸 (응용 프로그램에 따라 사용 가능한 많은 선택이 있습니다). 이것은 장치의 수명에 걸쳐 상당한 마모를 소개합니다. 결과적으로, 높은 하중과 고급 사이클 응용 프로그램이 결합 된 경우 리드 나사를 피해야합니다.

대신, 재순환 된 볼 스크류 액추에이터를 선택하십시오. 이 장치에는 미끄러지는 마찰이 아닌 롤링 마찰이 있으므로 더 오래 지속되며 수명은 더 예측 가능합니다.. 그러나 특히 높은 하중으로 볼이 손상 될 수 있습니다. 고장을 견딜 수없는 응용 분야의 경우 행성 롤러 나사를 사용해보십시오. 이 장치는 마모를 최소화하기 위해 체중을 분배하여 군용 및 항공 우주 응용 프로그램에 적합합니다. 예산 응용 프로그램의 경우 벨트 드라이브도 작동 할 수 있습니다.

환경

애플리케이션의 작동 환경에는 액추에이터 선택에도 적용됩니다. 깨끗한 객실 환경에서는 리드 스크류 액추에이터를 피하십시오. 금속-플라스틱 접촉은 깨끗한 객실 등급을 손상시키는 미립자를 생성합니다.

반대로, 매우 더러운 환경은 액추에이터를 손상시킬 수 있습니다. 로드 스타일 액추에이터에서 나사는 하우징에 밀봉됩니다. 결과적으로,로드 스타일 액추에이터는 오염과 액체가있는 환경에서 상당히 안전합니다. 로드리스 액추에이터에서 하중은 나사에 연결 해야하는 캐리지에 놓여있어 액추에이터를 오염에 노출시킬 수 있습니다..

결과적으로,로드리스 액추에이터는 기본 기술이 나사형 액추에이터이든 선형 모터인지 특별 조항이 필요합니다. IP 등급의 구성 요소를 찾으십시오. 유입을 줄이려면 슬릿을 아래쪽으로 장착하는 것을 고려하십시오. 윤활이 시간이 지남에 따라 입자를 손상시킬 수있는 입자를 포획하고 유지할 수 있습니다.

환경에 대해 고려해야 할 또 다른 요소는 사용 가능한 공간의 양입니다. 세계 최고의 액추에이터는 봉투에 맞지 않으면 쓸모가 없습니다. 설계 단계 초기에 액추에이터를 지정하여 충분한 공간이 있는지 확인하십시오. 공급 업체와 긴밀히 협력하여 소형 폼 팩터에서 필요한 특성을 제공 할 수있는 요소를 활용하십시오.

예산

가격 목표를 염두에 두는 것이 항상 중요합니다. 선형 모터는 가장 비싸고 나사 유형 액츄에이터 (행성 나사, 볼 스크류 및 리드 스크류)가 이어집니다. 벨트 드라이브가 가장 경제적입니다.

엔지니어링에는 항상 상충 관계가 포함됩니다. 위의 목록은 액추에이터 선택시 첫 번째 컷입니다. 주어진 응용 프로그램의 경우, 특별한 제약은 예산이 성능보다 더 큰 우선 순위라는 것을 의미 할 수 있습니다. 예를 들어, 듀티 사이클은 속도보다 더 중요합니다. 액추에이터를 설계 단계 초기에 가능한 한 초기에 지정하는 프로세스를 시작하십시오. 표준 구성 요소로 작업하십시오. 이러한 요구를 충족시키지 않으면 공급 업체와 작업을 수행 할 맞춤형 제품 개발에 대해 이야기하십시오.