Длина хода, скорость, точность, монтаж, обслуживание.

Вы работаете над приложением, требующим линейного движения, — может быть, это сборочная система Pick-and-Place, упаковочная линия или портал для перемещения материалов, — но проектирование собственного привода с нуля, поиск различных деталей, монтаж и выравнивание компонентов и внедрение системы обслуживания — неэффективное использование вашего времени. Вы начинаете рассматривать предварительно спроектированные и предварительно собранные линейные приводы, но существует так много вариантов относительно типа, размера и принципа работы, что трудно понять, с чего начать свой выбор.

Первый шаг в сужении поля — выбрать приводной механизм, который лучше всего подходит для вашего приложения. Большинство производителей предлагают как минимум два варианта привода, причем наиболее распространенными являются зубчатый ремень и шариковый винт, в то время как пневматические и линейные приводы служат для узкоспециализированных приложений. Ниже приведены пять факторов, которые помогут вам сделать выбор между двумя наиболее распространенными типами привода — зубчатым ремнем и шариковым винтом.

1. Длина хода

Расстояние, которое необходимо приводу для перемещения в одном направлении, известное как длина хода, является первым требованием, которое следует учитывать при выборе между шарико-винтовой передачей и ременным приводом. Шарико-винтовые приводы обычно имеют длину 1000 мм или меньше, хотя шарико-винтовые передачи большего диаметра могут использоваться на длинах до 3000 мм. Этот предел регулируется критической скоростью винта. По мере увеличения длины винта его критическая скорость или скорость, при которой винт начинает сталкиваться с изгибными колебаниями, уменьшается. Проще говоря, по мере того, как винт становится длиннее и вращается быстрее, он начинает «хлестать», как скакалка.

Для приводов с зубчатым ременным приводом возможность натяжения ремня ограничивает максимальную длину. При использовании ремней с большей шириной (большей площадью контакта) и большим шагом зубьев приводы с ременным приводом обычно встречаются в приложениях, требующих длины хода от 10 до 12 метров.

2. Скорость

Вторым критическим фактором при выборе привода является скорость. Максимальная скорость для большинства приводов с ременным приводом составляет 5 м/с. Этот предел зависит от направляющей системы, которая чаще всего использует рециркуляционные подшипники. Для приложений, требующих более высоких скоростей, до 10 м/с, ременной привод может использоваться в сочетании с предварительно нагруженными колесами или кулачковыми роликами вместо рециркуляционных подшипников.

Как упоминалось выше, в приводе с шарико-винтовым приводом с увеличением длины критическая скорость уменьшается. В целом, шарико-винтовые приводы могут достигать скорости до 1,5 м/с при длине хода менее 1 метра. Опоры шарико-винтового привода могут обеспечить дополнительную жесткость за счет уменьшения неподдерживаемой длины винта, что позволяет приводу достигать более высоких скоростей и большей длины. При рассмотрении опор шарико-винтового привода обратитесь к производителю за помощью в выполнении необходимых расчетов скорости и длины.

3. Точность

Точность широко используется для обозначения точности перемещения (где каретка или седло находится в пространстве во время движения), точности позиционирования (насколько близко привод достигает целевого положения) или повторяемости (насколько близко привод достигает того же положения при каждом ходе). В то время как точность перемещения в значительной степени зависит от конструкции привода, основания и крепления, точность позиционирования и повторяемость являются в первую очередь функциями приводного механизма.

Шариковые винты, особенно если они предварительно нагружены, имеют лучшую точность позиционирования, чем ременные приводы, благодаря своей жесткости. Однако «неточность» позиционирования может быть измерена и компенсирована в системе управления привода. По этой причине повторяемость (способность достигать одного и того же положения при каждом ходе) часто становится наиболее важным фактором в высокоточных приложениях. Для высокой повторяемости жесткость приводного механизма имеет решающее значение, что делает сборку шарикового винта и гайки с предварительным натягом лучшим выбором.

4. Монтаж

В некоторых случаях направление, в котором установлен привод, будет определять, какой приводной механизм лучше. Как ременные, так и шарико-винтовые приводы подходят для горизонтальной и наклонной ориентации монтажа, но приложения, требующие вертикального монтажа, требуют более тщательной оценки.

В то время как каждая система, перемещающая груз вертикально, нуждается во встроенных механизмах безопасности, шарико-винтовые приводы часто рассматриваются как более безопасные, чем ременные приводы для перемещения вертикальных грузов. Это связано с тем, что шарико-винтовые приводы, в зависимости от нагрузки, шага винта и трения в системе, неохотно возвращаются в исходное положение или «свободно падают» в случае отказа тормоза или катастрофического повреждения системы. Когда в вертикальном применении требуется привод с ременным приводом, следует серьезно рассмотреть внешний тормоз или противовес.

5. Техническое обслуживание

Основной причиной выхода из строя линейных приводов является отсутствие смазки. Как шарико-винтовые, так и ременные приводы требуют периодической смазки направляющей системы, но шарико-винтовые приводы представляют собой еще один компонент, который необходимо контролировать для надлежащей смазки. Некоторые производители решили эту проблему, предоставив системы, смазанные на весь срок службы (срок службы определяется как заданное расстояние перемещения или количество оборотов при заданной нагрузке, скорости и окружающей среде), но многие приложения выходят за рамки указанных параметров и потребуют смазки в какой-то момент в течение предполагаемого срока службы.

Хотя приводы с ременным приводом имеют преимущество в виде меньшего количества компонентов, требующих обслуживания, когда окружающая среда содержит пыль или стружку, ищите конструкцию привода, которая минимизирует возможность попадания загрязнений в корпуса шкивов. Это обеспечит более длительный срок службы подшипников шкивов и уменьшит износ самого ремня.

Как ременные, так и шарико-винтовые приводы имеют преимущества в производительности. При первоначальном выборе помните, что ременные приводы обычно являются лучшим выбором для длинных ходов и высоких скоростей, тогда как шарико-винтовые приводы лучше подходят для приложений, требующих высокой повторяемости или вертикального монтажа. В некоторых приложениях любой приводной механизм будет соответствовать критериям, изложенным выше. В этих случаях производитель может помочь вам выбрать правильный привод на основе более сложных факторов, таких как ускорение, время установления или условия окружающей среды.