Коли мова йде про лінійні приводи, електромеханічні пристрої стають кращим вибором порівняно з пневматичними двоюрідними братами через їх швидкість, точність і розмір.

Протягом останніх років керівники заводів і компаній дедалі голосніше вимагають використовувати більше електричних стрижневих приводів і менше пневматичних приводів в обладнанні для автоматизації виробництва. Кілька факторів сприяють цій конверсії, але найважливіші включають зростаючі потреби:

• Покращуйте продуктивність машини за допомогою електромеханічних приводів, які мають більшу точність.
• Зменшіть розмір обладнання за допомогою електромеханічних приводів, яким потрібно лише приблизно чверть простору для забезпечення такої ж тяги, як пневматичним приводам.
• Використовуйте енергію ефективніше, тому що для електромеханічних приводів не потрібні повітряні компресори, що працюють цілодобово та підтримують тиск.
• Зменште технічне обслуговування та загальну вартість володіння, оскільки електромеханічні приводи використовують менше компонентів, не потребують компресорів і не зазнають витоку повітря.

Після того, як прийнято рішення про заміну пневматичних приводів на електромеханічні типи, наступним кроком буде вибір правильних електромеханічних приводів серед багатьох марок. Хоча фундаментальні специфікації тяги можуть бути подібними, існують значні відмінності в сферах продуктивності життєвого циклу, ремонтопридатності та стійкості до навколишнього середовища.

Взагалі кажучи, чим більший діаметр кулькової гвинтової передачі, тим більший потенціал тяги. Однак для досягнення цієї мети потрібне правильне сполучення опорного підшипника та всіх точок фіксації, включаючи подовжувач, внутрішню кулькову гайку, корпус підшипника та корпус склоочисника. В іншому випадку будь-яке збільшення тяги відбуватиметься за рахунок терміну служби системи. Компонент, який занадто слабкий, щоб витримати навантаження, зношується набагато швидше або навіть пошкоджується.

Ви можете мати два приводи, кожен з яких оснащений 16-мм кульковим гвинтом і забезпечує тягу 750 Н, і один, наприклад, може мати ресурс 2000 км, а інший забезпечує 8000 км. Різниця полягає в тому, наскільки добре кулькова гвинтова передача та інші компоненти поєднані один з одним.

Крім того, завдяки більшим діаметрам кулькової гвинтової перемикання, що корелює з вартістю та площею, правильне сполучення кулькової гвинтової пари та інших компонентів зменшує обидва. Щоб задовольнити прикладну вимогу сили 3200 Н, один постачальник може використовувати кульковий гвинт діаметром 20 мм, тоді як інший постачальник, який має належним чином поєднані компоненти, може досягти такої ж тяги з гвинтом діаметром 12 мм. Таким чином, останній кульковий гвинт можна зменшити без втрати продуктивності.

Правильне сполучення кулькових гвинтів з іншими компонентами значно впливає на термін служби приводу, а в поєднанні з конструкцією несучої частини ці два фактори найбільше впливають на точність і навантажувальну здатність. Іншою метою конструкції приводу є зменшення радіального та бокового вільного ходу. Факторами, що впливають на це, є діаметр корпусу носія, площа контактної поверхні та використання опорних ніжок. Більший корпус опори, наприклад, витримує більші зовнішні радіальні навантаження за рахунок збільшення площі контакту поверхні в ситуаціях бічного навантаження. Можливість бокового навантаження на електричні приводи підвищує продуктивність, точність і компактність до рівня, недоступного для пневматичних або гідравлічних приводів.

Хоча максимізація площі поверхні покращує радіальну та поперечну вантажопідйомність, це не обов’язково сприяє стабільності. Це часто вирішується шляхом блокування піднятих ніжок у рифлені канали (три на зображенні вище). Ці опорні ніжки зменшують вібрацію, яка може додавати шум і сприяти зношенню. Більшість конструкцій використовують один або два таких виступи, таким чином усуваючи деякий люфт, але це може генерувати звуки клацання, оскільки система з часом починає зношуватися. Однак використання чотирьох ніжок замість двох зменшує знос і шум, забезпечуючи більш ефективний і міцний захист від обертання. Крім того, додаткові ніжки забезпечують зворотний рух без чіпляння, ще більше зменшуючи люфт через знос.

Крім того, вигнуті опорні ніжки назовні створюють радіальне попереднє навантаження, що зменшує люфт в упорній трубі. Він також центрує корпус несучої частини та кулькову гайку, усуваючи необхідність підкладки несучої частини до екструзії та компенсуючи знос протягом усього терміну служби пристрою. Підтримуючи все у центрі, скорочується кількість разів, коли привод потрібно калібрувати для постійного крутного моменту холостого ходу.

Маленькі допуски мають вирішальне значення для зниження зносу та шуму. Але якщо повітряного зазору немає взагалі, тиск зростає, коли приводи працюють на високих швидкостях. Це спричиняє перегрів, сприяючи проблемам змащення та іншим проблемам довговічності. Щоб усунути цю проблему, зробіть дві опорні опори на опорах нижчими, ніж дві інші — саме такий підхід застосовує компанія Thomson із багатьма своїми приводами. Це забезпечує достатній зазор, щоб запобігти зростанню тиску. Як видно на зображенні вище, дві чоловічі ключові деталі, ортогонально розташовані на ніжках несучого, нижчі за дві інші.

Ремонтопридатність

Простота обслуговування впливає на продуктивність життєвого циклу та сприяє підвищенню продуктивності. Електромеханічні приводи відрізняються за змащенням і керуванням двигуном. Більшість приводів втягуються, щоб частково відкрити частини на 60%-70% для змащування. Спеціалісти знімають кришки, знаходять деталі, які потребують змащення, додають мастила та, можливо, доведеться повторити цей процес.

Кращий підхід, однак, полягає в тому, щоб повністю розтягнути або втягнути трубку, відкриваючи всі компоненти для максимального експонування. Це дозволяє компаніям використовувати автоматичне змащення. Крім того, використання мастильного ніпеля позбавить від необхідності знімати кришку, що ще більше спростить обслуговування.

Технічне обслуговування також можна прискорити, якщо ви виключите час, необхідний для сполучення двигуна з механічним приводом. Традиційно встановлення двигуна в паралельній конфігурації займає від 20 до 25 хвилин. Після встановлення двигуна технік повинен використовувати різноманітні інструменти, щоб відрегулювати його для належного натягу та вирівнювання ременя. Для цього потрібно зробити не менше 12 кроків.

Однак, якщо привод постачається з попередньо зібраним паралельним рішенням, ремінь можна попередньо натягнути під час складання, усуваючи потребу в багатоступеневому регулюванні натягу — двигун можна закріпити болтами та використовувати лише за три етапи. Для інлайн-монтажу переваги попередньо зібраного рішення подібні, хоча й не такі драматичні.

Крім того, використання опорних підшипників усуває ризик зміщення. Він також захищає вал двигуна від радіальних навантажень, що знижує шум і продовжує термін служби приводу.

Стійкість до навколишнього середовища

Електромеханічні приводи відрізняються здатністю витримувати важкі умови, навколишнє середовище та часті промивки під високим тиском. Це залежить від зовнішнього профілю, вибору матеріалу та методів ущільнення.

Профілі з гладкою поверхнею чистіші, ніж рифлені, оскільки не накопичують пил і рідину. Таким чином, вони більше підходять для суворих умов, коли потрібна часта мийка. Однак елегантний зовнішній вигляд може мати недоліки. Якщо використовується в програмах, які потребують кріплення датчика, для кріплення датчика може знадобитися додаткова пластикова надбудова.

Стійкість до навколишнього середовища також залежить від складу матеріалу подовжувальної трубки. У більшості систем використовується хромована сталь, але нержавіюча сталь є набагато кращим вибором для суворих умов.

Ключовим показником стійкості до навколишнього середовища є код захисту від проникнення (IP). Наприклад, рейтинг IP 65 означає, що пристрій є пилонепроникним і захищеним від струменів води під низьким тиском з будь-якого напрямку, як це можна знайти під час мийки в харчовій промисловості та виробництві напоїв. Лише кілька електричних приводів відповідають цьому рейтингу, але в корозійних середовищах це критично. Рейтинг IP 54 забезпечує певний захист від бризок води та менш ніж 100% захист від пилу, що робить його прийнятним для деяких застосувань для миття, але не під тиском. Рейтинг IP 40, який поширений серед лінійних приводів, означає відсутність захисту від пилу або рідини.

Більш високі рейтинги IP в основному залежать від використання кращих ущільнень. Thomson, наприклад, герметизує кожен відсік, включаючи кріплення двигуна, на своїх електромеханічних приводах. Усі прокладки також мають бути герметичними та простягатися назад до двигуна, а не зупинятися на монтажній пластині.

Контроль руху наступного покоління

У міру зростання вимог ринку до підвищення продуктивності, скорочення часу переналаштування, підвищення надійності, більшої економії енергії та зниження витрат на технічне обслуговування та експлуатацію все більше дизайнерів і кінцевих користувачів переходять на електромеханічні приводи замість пневматичних. Для обладнання, яке потребує складного керування рухом, електромеханічні приводи є практично єдиною альтернативою. Але навіть для простих лінійних завдань розробники та користувачі керування рухом схиляються до електричного приводу через менший та/або легший догляд, підвищену економію енергії та чистішу роботу.

Ще більші переваги можна отримати, ретельно порівнюючи електроприводи різних марок. Завжди інтерпретуйте «можливість перенесення навантаження» в контексті заявленого ресурсу системи та вимог до простору. У цих сферах існують реальні компроміси. Конструкція тримача впливає на точність, а також на здатність нести бокові та обертальні навантаження, тому зверніть особливу увагу на те, як тримач закріплений у каналі, а також на форму та розмір будь-яких механізмів напряму.

Покращені механізми та деталі, такі як опорні ніжки та конструкції ніжок, які можна вигнути для кращого захоплення, підвищать точність і знос. А відповідний зовнішній профіль, вибір матеріалів і стратегія ущільнення є ключовими факторами стійкості до навколишнього середовища. Гладкі профілі, матеріали з нержавіючої сталі та вищі рейтинги IP, як правило, пропонують найкращий захист.