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行星滚柱丝杆电动缸—高负载电动缸
点击率:2579   作者:上海赢浩机电设备有限公司【WINHOO】   来源:http://www.y-hao.com   时间:2017-4-28 10:30:51

我们目前比较常见的电动缸,一般为如下图所示的结构,伺服电机通过机械传动装置(如齿轮、同步带或联轴器)驱动滚珠丝杠旋转,丝杠与滑块间排列分布着滚珠,沿着丝杠螺纹槽滚动并带动滑块完成直线运动,从而实现电动推杆的推拉动作。

电动缸内部构造

上述的电动缸结构虽然已经比较成熟,但是在面对更苛刻的运控挑战时,依然是捉襟见肘的。比如:
伺服的高动态响应和精确位置控制
可与液压执行器相抗衡的超长使用寿命
与液压执行器相抗衡的极高的功率密度
宽泛的推力范围和更长的行程(如:可超过2米)
小体积、低重量
抗冲击能力
超宽的工作温度范围
低噪音和振动

为了解决这些难题,一些直线运控产品厂家在其产品中运用了一些特别的技术,来帮助设备用户在这些方面提升直线运动应用的体验。今天为大家介绍的就是在一种在某些电动缸产品中应用的特殊的丝杠传动技术-行星滚柱丝杠
采用了行星滚柱丝杠的电动缸,在性能上有什么不同呢?

1.超长寿命
当丝杠旋转并在推杆上产生推(拉)力时,作用力在滚珠丝杠上的力是施加在各个滚珠球面上的一个点的。而这个力在滚柱丝杠上则是施加在螺纹面上的。在同样的体积空间内,滚柱丝杠的受力承载面积是滚珠丝杠的15倍以上的受力承载面积比较。因此,相对于同规格滚珠丝杠,滚柱丝杠可以提供15倍以上的使用寿。

2.更高的效率
滚珠丝杠中相邻的珠子在运动中相互撞击,从而会导致发热和磨损。滚柱丝杠的小滚柱以行星的形式在大滚柱周围,没有相互间的碰撞,因此可以提供更高的传动效率。
3.更高的速度
滚珠丝杠的珠子相互间的摩擦和振动导致了能量的损耗,另外,滚珠丝杠循环槽的尖锐的拐角使得其珠子产生振动和噪音。这些都限制了其速度,仅在1000rpm左右。而滚柱丝杠则不同,首先其行星滚柱都经过精密磨削,同时,滚柱丝杠摒弃了滚珠的循环槽,因此,行星滚柱丝杠可高效的运作。这些都使滚柱丝杠的可以达到极高的转速,可超过6000 rpm。
4.易于维护
当拆卸滚珠丝杠的滚珠螺母时,珠子容易掉落。而滚柱丝杠的小滚柱嵌于螺母中,螺母可以非常方便的取下,易于检测和做重新润滑(不需要任何工具)。

很明显,两种不同的丝杠技术难度差异是极大的。

滚珠丝杠
钢球(滚珠轴承)非常容易获得且价格便宜
滚珠可以弥补滚道加工的误差,使其平均每颗珠子可以平均承载,设计和制造难度相对较低

滚柱丝杠
设计困难,需要通过精密的数学计算其螺纹形式,使其避免相互间的滑动;
需要超高精度的加工工艺,以保证所有的螺纹接触点都能平均受力;
需要昂贵的加工设备和经验丰富的技师;

所以目前只有少数的厂家能够提供滚柱丝杠的电动缸,而且其硬件价格也是较高的。其价值就在于上面所说的:
相对于同规格滚珠丝杠,15倍以上的使用寿命;
抗冲击能力强;
易于拆装;
最高转速可达6000 rpm;
运行安静;

除此以外,如果将行星滚柱丝杠做“反置式” 设计,在圆柱套筒上加工内螺纹,套筒的旋转就可以让行星滚柱组在套筒内做往复直线运动。利用这样的传动原理,就可以将伺服电机和机械电动缸体集成在一起,做成体积更加紧凑的集成式电动缸

SDG125系列电动缸





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