什么時候應該選擇直線電機和滾珠絲桿

作者:Mosen摩森 日期:19/08/22 21:26 瀏覽:67

盡管無鐵直線電機已經在半導體和電子應用領域應用了十多年,但許多設計師和原始設備制造商仍將其視為“利基”產品。但是,隨著越來越多的行業在包裝、裝配和零件加載應用中采用線性電機作為滾珠絲杠的替代品,直線電機作為獨特應用的昂貴解決方案的看法正在慢慢改變。雖然直線電機技術的成本在過去十年中有所下降,但直線電機和滾珠絲杠之間的選擇必須同時考慮到應用程序的性能要求和機器或系統壽命期間的總體擁有成本。以下是比較和選擇滾珠絲杠和直線電機時需要考慮的一些關鍵參數。


直線電機應用

使用直線電機具有高動態運動,適用于要求苛刻的工業應用。



直線電機的優勢

直線電機本質上是一個“展開”的伺服電機,其中帶有永久磁鐵的轉子成為靜止部件(也稱為次級部件),定子成為運動部件(也稱為初級部件或力部件),線圈由環氧樹脂包裹。直線電機最公認的優點是沒有運動部件,這使其能夠實現比滾珠絲杠更高的定位精度和重復性。編碼器還提供了定位精度方面的另一個好處。滾珠絲杠通常使用安裝在電機上的旋轉編碼器進行定位反饋,而直線電機則使用磁性或光學線性刻度進行位置反饋。線性刻度測量負載位置,從而更準確地讀取實際位置。對于非常高精度的應用,這種更精確的位置反饋可能意味著符合規格的零件與需要返工或報廢的零件之間的差異。



直線電電機和滾珠絲桿區別


直線電機VS滾珠絲杠


直線電機提供優勢的一個領域。理論上,直線電機的允許行程長度是不受限制的,系統的其他部件(直線軸承、電纜管理和編碼器)決定了最大行程。同樣,直線電機的最大速度和加速度遠高于滾珠絲杠的最大速度和加速度,只要其他系統部件的尺寸符合這些規范,典型額定速度可達10 m/s,加速度為10 g。盡管該系統的其他部件施加了限制,但在需要長行程和高速度的應用中,直線電機仍然優于滾珠絲杠。它們還具有允許獨立駕駛的車廂(主要)位于同一次要部分的優勢。這在一些包裝應用中特別有用,在將要包裝的材料插入包裝介質之前需要對其進行壓縮(想想塑料袋中包裝的尿布)。


總擁有成本因素

維護和可靠性是總體擁有成本分析中的重要標準,直線電機在系統壽命中提供了若干好處。首先,由于直線電機不包含機械運動部件,因此直線電機本身不需要維護。只有線性支撐軸承需要定期潤滑,許多軸承現在提供“長期”潤滑或“終身潤滑”選項。傳動系統中沒有運動部件也提高了可靠性,因為沒有滾動元件、軸承滾道或密封件會隨著時間的推移而磨損并需要更換。


對于任何線性系統,必須考慮環境和密封和保護蓋的需要。直線電機也不例外,因為它們比傳統的滾珠絲杠組件更難封閉和保護。然而,在許多情況下,只要線性軸承在工作環境中適當密封,線性電機就可以承受比滾珠絲杠更嚴重的污染。


對于直線電機來說,溫度是最關鍵的環境因素。由于用于將線圈封裝在無鐵直線電機中的環氧樹脂不容易散熱,因此可能需要通過強制空氣或水進行冷卻,以保持電機和安裝結構的可接受工作溫度。一些制造商使用具有高散熱能力的環氧樹脂,但檢查電機的散熱情況以及溫度對電機可用力的影響是很重要的。


越來越多的行業和應用要求長行程、高速度和高定位精度。雖然許多類型的線性系統可以滿足這三個標準中的兩個,但直線電機是唯一可以提供這三個標準而不妥協的技術。隨著吞吐量和總擁有成本成為技術選擇的決定因素,設計師和原始設備制造商越來越熟悉直線電機技術,并幫助他們從“利基”轉向主流地位,以及皮帶、機架和小齒輪,甚至滾珠絲杠。




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