Интеграция внешнего мотор-винта, интеграция невыпадающего мотор-винта и интеграция невыпадающего мотор-винта

Узлы шарика и ходового винта часто приводятся в движение двигателем, соединенным в линию с валом винта через муфту. Хотя эта монтажная схема проста и удобна в обслуживании, добавление нежесткого механического компонента (муфты) может привести к возникновению накручивания, люфта и гистерезиса — все это влияет на точность и повторяемость позиционирования. Муфта также увеличивает длину, снижает жесткость и увеличивает инерцию системы. Один из способов устранения этих потенциальных проблем — отказаться от внешней муфты и встроить винт непосредственно в двигатель.

Интегрированные двигатели и винтовые сборки доступны в различных конфигурациях и исполнениях. Двигатель может быть сервоприводным или шаговым, а винт может быть шариковым или ходовым винтом, хотя в наиболее распространенных конфигурациях ходовой винт сочетается с шаговым двигателем или шариковый винт с серводвигателем.

Внешняя интеграция мотор-винт

В одной из самых популярных интегрированных конструкций используется двигатель с полым валом, в котором ходовой винт встроен непосредственно в двигатель. Винт обработан таким образом, что один конец сопрягается с полым отверстием двигателя, а обработанный конец либо постоянно фиксируется к отверстию двигателя с помощью сварки или клея, либо закрепляется с помощью крепежа. Соединение винтового вала с отверстием двигателя с помощью крепежа позволяет разбирать компоненты для технического обслуживания и позволяет заменить любой компонент (вместо замены всего узла), но этот метод также может со временем привести к потере соосности и жесткости.

Независимо от того, какой метод используется для соединения вала винта с двигателем, этот метод соединения двигателя и винта обычно называют «внешней» конструкцией, поскольку шарик или гайка ходового винта остаются внешними по отношению к двигателю. Как и в традиционной установке винтового двигателя, вращение двигателя заставляет винт вращаться, что продвигает гайку (и нагрузку) по длине вала винта.

Хотя приложения с коротким ходом и небольшими нагрузками иногда могут работать без дополнительной опоры для винта (по существу, без фиксированной конструкции) или без линейных направляющих, в большинстве случаев потребуется поддержка противоположного конца винта и использование линейных направляющих для предотвращения радиальные нагрузки на винт.

Невыпадающая интеграция мотор-винта

При невыпадающем методе интеграции шарик или гайка ходового винта встроены в двигатель (или установлены на лицевой стороне двигателя) и не перемещаются вдоль винта. Вместо этого винту препятствуют вращению (обычно из-за приложенной нагрузки), и когда двигатель и гайка вращаются, винт движется линейно, взад и вперед «сквозь» комбинацию двигатель-гайка. В этой конфигурации невыпадающая конструкция обеспечивает лучшее соотношение длины хода к общей длине, при условии, что конструкция позволяет винту выходить за пределы задней части двигателя.

Альтернативно, если винт зафиксирован так, что он не перемещается, узел по существу становится конструкцией с ведомой гайкой, где вращение двигателя заставляет узел двигатель-гайка перемещаться вперед и назад вдоль неподвижного винта. Как и обычный узел приводной гайки, эта конфигурация обеспечивает более высокие скорости перемещения, поскольку биение винта практически полностью исключено. Это также позволяет устанавливать на один и тот же винтовой вал несколько комбинаций двигателя и гайки и независимо приводить их в движение.

Интеграция невыпадающего двигателя и винта

Разновидностью вышеуказанной комбинации двигатель-винт является невыпадающая конструкция. Как и в конструкции без фиксации, гайка интегрирована непосредственно в двигатель, но к винту прикреплен шлицевой вал, предотвращающий вращение винта и создающий линейное движение при вращении двигателя.

В этой конструкции винт выдвигается и втягивается с одного конца узла и не поддерживается. Невыпадающая конструкция, по сути, представляет собой более компактную версию привода с упорным стержнем, что делает ее лучше всего подходящей для толкания или сжатия, когда нагрузка направляется и на винте нет радиальной силы.