В прошлом проблемой для механических систем автоматизации было успешное преобразование вращательного движения электрических или механических двигателей в полезные формы линейного движения. Прорыв в этом отношении: система ленточных конвейеров представляет собой одну из первых полезных реализаций преобразования вращательного движения в линейное для использования в производственной среде. Эти системы способны транспортировать широкий спектр сырья и заготовок гораздо более эффективным способом, чем раньше можно было достичь с помощью грубой механической силы, и чрезвычайно полезны в производственных условиях.

Сегодня значительная инженерная работа в области преобразования вращательного движения привела к появлению разнообразного класса линейных механических приводов, которые полезны для широкого спектра передовых приложений автоматизации. Задача состоит в том, чтобы выбрать подходящий привод для желаемой функциональности, будь то просто перемещение сырья в производственной среде или создание более совершенных систем перемещения, предназначенных для перемещения инструментов в точные позиции.

Чтобы выбрать правильный линейный механический привод, необходимо принять во внимание некоторые важные факторы, такие как желаемая грузоподъемность или сила тяги, а также необходимый ход хода. Хотя это основные соображения, другие, такие как затраты на техническое обслуживание, безусловно, также играют важную роль.

Два широко используемых типа механизированных линейных приводов различаются по механизмам привода: приводы с ременным приводом и приводы с шариковинтовой передачей. Оба типа используются в схожих типах приложений, но они существенно различаются по функциям. Каждый тип обладает уникальными преимуществами и важными ограничениями, которые необходимо тщательно учитывать при выборе привода.

Приводы с ременным приводом

Привод с ременным приводом работает по тем же принципам, что и система ленточного конвейера. Ременная передача преобразует вращательное движение в линейное с помощью зубчатого ремня, соединенного между двумя круглыми шкивами. Ремень ГРМ обычно изготавливается из армированного волокном эластомера, но для более требовательных применений доступны многие другие материалы ремня. Ремень содержит зубья, которые взаимодействуют со шкивами ротора для эффективной передачи крутящего момента и предотвращения проскальзывания. Ременная передача заключена в алюминиевый корпус, каретка находится сверху, а интерфейс приводного вала обычно расположен перпендикулярно боковой стороне привода.

Приводы с шарико-винтовой передачей

Фундаментальный принцип, лежащий в основе привода с шарико-винтовой передачей, по существу является улучшением по сравнению с системой с приводом от ходового винта. В приводах с шарико-винтовой передачей вращение шарико-винтовой пары приводит в движение шариковую гайку/установленную каретку из-за того, что интерфейс между шпилькой и шарико-винтовой парой по существу представляет собой систему шарикоподшипников, в которой закаленные стальные шарики в гайке катятся по дорожке качения. шпильки. Подобно приводу с ременным приводом, приводные компоненты привода с шарико-винтовой передачей заключены в алюминиевый корпус, а каретка перемещается сверху. В отличие от приводов с ременным приводом, интерфейс приводного вала расположен на одной линии с шариковым винтом, за пределами привода.

Сильные стороны и ограничения каждого

Приводы с ременным приводом обычно предпочтительнее для применений, требующих больших расстояний перемещения, что может быть достигнуто более экономично, чем с помощью привода с шарико-винтовой передачей аналогичной длины. Кроме того, привод с ременным приводом, как правило, более эффективен, поскольку имеет меньше важных движущихся частей, что делает обслуживание менее трудоемким. Несмотря на это, достаточное натяжение ремня имеет решающее значение для обеспечения правильной передачи крутящего момента, и обычно необходимо повторное натяжение ремня при периодическом техническом обслуживании.

Альтернативно, шарико-винтовая передача очень похожа на систему шарикоподшипников качения и, таким образом, способна выдерживать более высокие нагрузки и достигать более высокой осевой силы. По этой причине приводы с шарико-винтовой передачей идеально подходят для применений, где может потребоваться позиционирование больших и тяжелых грузов с высоким уровнем точности. В зависимости от конкретной конструкции привода может потребоваться периодическая смазка ШВП.

Дальнейшее сравнение двух типов приводов выявляет дополнительные недостатки привода с ременным приводом, несмотря на его простоту и эффективность. Для более высоких требований к нагрузке/упору требуются значительно более толстые ремни. Ремни также подвержены ударным нагрузкам, хотя эту проблему можно в определенной степени смягчить за счет тщательного выбора материалов ремней, которые могут повысить прочность за счет эластичности. Кроме того, из-за уязвимости ремня к удлинению точность позиционирования шариковинтовых приводов обычно выше, чем у приводов с ременным приводом. По этой причине приводы с шарико-винтовой передачей предпочтительны для применений, требующих высокой степени надежности и повторяемости в течение длительных периодов времени. Приводы с шарико-винтовой передачей являются предпочтительным выбором для высоких требований к ускорению и большой тяге, поскольку шкив ременной передачи уязвим к проскальзыванию на роторе при таких повторяющихся нагрузках.

В заключение, приводы с шарико-винтовой передачей являются лучшим выбором в тех случаях, когда требуются высокие нагрузки и/или осевые силы, а также высокоточное позиционирование. Однако из-за своей высокой эффективности и простоты приводы с ременным приводом остаются лучшим выбором для применений с более низкими нагрузками, особенно там, где необходимы более высокие скорости. Приводы с ременным приводом также могут быть экономичным решением для применений с длинным ходом. Хотя задача выбора между механическими приводами с ременным и шарико-винтовым приводом может показаться сложной. На первый взгляд сильные и слабые стороны каждой конструкции позволяют сделать очевидный выбор для каждого уникального приложения.