Зовнішня інтеграція мотор-гвинта, інтеграція невикидного мотор-гвинта та інтеграція мотор-гвинта

Кулькові та ходові гвинти часто приводяться в рух двигуном, з’єднаним в лінію з валом гвинта за допомогою муфти. Хоча таке кріплення просте й легке в обслуговуванні, додавання нежорсткого механічного компонента (муфти) може призвести до закручування, люфту та гістерезису — усе це впливає на точність позиціонування та повторюваність. Муфта також додає довжину, зменшує жорсткість і збільшує інерцію системи. Один із способів усунути ці потенційні проблеми - відмовитися від зовнішньої муфти та вставити гвинт безпосередньо в двигун.

Інтегрований двигун і гвинтові вузли доступні в різних конфігураціях і конструкціях. Двигун може бути або сервоприводом, або кроковим типом, а гвинт може бути кульковим або ходовим гвинтом, хоча найпоширеніші конфігурації поєднують ходовий гвинт із кроковим двигуном або кульковий гвинт із серводвигуном.

Інтеграція зовнішнього мотор-гвинта

Одна з найпопулярніших інтегрованих конструкцій використовує двигун із порожнистим валом і вбудовує ходовий гвинт безпосередньо в двигун. Гвинт оброблено таким чином, що один кінець з’єднується з порожнистим отвором двигуна, а оброблений кінець або постійно фіксується до отвору двигуна за допомогою зварювання або клею, або закріплюється за допомогою кріплення. З’єднання вала гвинта з отвором двигуна за допомогою кріпильного елемента дозволяє розібрати компоненти для технічного обслуговування та дає можливість замінити будь-який компонент (замість заміни всього вузла), але цей метод також може призвести до втрати вирівнювання та жорсткості з часом.

Незалежно від того, який метод використовується для з’єднання вала гвинта з двигуном, цей метод інтеграції гвинта двигуна зазвичай називають «зовнішньою» конструкцією, оскільки кулькова або ходова гвинтова гайка залишається поза двигуном. Подібно до традиційної установки з гвинтовим двигуном, обертання двигуна змушує обертатися гвинт, який просуває гайку (і вантаж) уздовж валу гвинта.

Хоча застосування з короткими ходами та невеликими навантаженнями іноді може працювати без додаткової опори для гвинта (по суті, фіксована вільна компонування) або без лінійних напрямних, більшість застосувань вимагатиме опори для протилежного кінця гвинта та використання лінійних напрямних для запобігання радіальні навантаження на гвинт.

Інтеграція мотор-гвинта без фіксації

У невипадаючому методі інтеграції кулькова або ходова гвинтова гайка вбудована в двигун (або встановлена ​​на передній частині двигуна) і не рухається вздовж гвинта. Натомість гвинт перешкоджає обертанню (зазвичай через прикріплене навантаження), і коли двигун і гайка обертаються, гвинт рухається лінійно, вперед-назад «крізь» комбінацію двигун-гайка. У цій конфігурації конструкція без фіксації забезпечує краще співвідношення ходу до загальної довжини, за умови, що конструкція дозволяє гвинту виходити за межі задньої частини двигуна.

Крім того, якщо гвинт зафіксовано так, щоб він не рухався, вузол, по суті, стає конструкцією веденої гайки, де обертання двигуна змушує вузол мотор-гайка рухатися вперед-назад уздовж нерухомого гвинта. Подібно до звичайних приводних гайок, ця конфігурація забезпечує більш високі швидкості пересування, оскільки майже повністю виключено зсув гвинта. Це також дозволяє монтувати кілька комбінацій двигун-гайка на один гвинтовий вал і приводити їх незалежно.

Інтеграція двигуна-гвинта

Різновидом наведеної вище комбінації двигун-гвинт є невивільнена конструкція. Подібно до конструкції без фіксації, гайка вбудована безпосередньо в двигун, але до гвинта прикріплено шліцевий вал, який запобігає обертанню гвинта та створює лінійний рух під час обертання двигуна.

У цій конструкції гвинт висувається та втягується з одного кінця вузла та не підтримується. Невивільнена конструкція є, по суті, більш компактною версією приводу типу тяги, що робить його найкращим для застосування в режимі штовхання або натискання, де навантаження спрямовується і немає радіальної сили на гвинт.