Welche Optionen gibt es für integrierte Motor- und Schraubenkonstruktionen?

Lineares Bewegungssystem für Liefermaschine

Externe Motorschraubenintegration, nicht unverlierbare Motorschraubenintegration und unverlierbare Motorschraubenintegration

Kugel- und Gewindespindelbaugruppen werden häufig von einem Motor angetrieben, der über eine Kupplung mit der Schraubenwelle in Reihe geschaltet ist. Während diese Montageanordnung einfach und leicht zu warten ist, kann das Hinzufügen einer nicht starren mechanischen Komponente (der Kupplung) Aufwickeln, Spiel und Hysterese verursachen - all dies beeinflusst die Positioniergenauigkeit und Wiederholbarkeit. Die Kupplung erhöht auch die Länge, verringert die Steifigkeit und erhöht die Trägheit des Systems. Eine Möglichkeit, diese potenziellen Probleme zu beseitigen, besteht darin, die externe Kupplung zu beseitigen und die Schraube direkt in den Motor zu integrieren.

Integrierte Motor- und Schraubenbaugruppen sind in verschiedenen Konfigurationen und Ausführungen erhältlich. Der Motor kann entweder ein Servo- oder ein Schrittmotor sein, und die Schraube kann eine Kugelumlaufspindel oder eine Leitspindel sein, obwohl die gebräuchlichsten Konfigurationen eine Leitspindel mit einem Schrittmotor oder eine Kugelumlaufspindel mit einem Servomotor kombinieren.

Externe Motor-Schrauben-Integration

Eine der beliebtesten integrierten Konstruktionen verwendet einen Motor mit einer Hohlwelle und integriert die Gewindespindel direkt in den Motor. Die Schraube ist so bearbeitet, dass ein Ende mit der Hohlbohrung des Motors zusammenpasst und das bearbeitete Ende entweder durch Schweißen oder einen Klebstoff dauerhaft an der Motorbohrung befestigt oder mit einem Befestigungselement gesichert ist. Durch Verbinden der Schraubenwelle mit der Motorbohrung über ein Befestigungselement können die Komponenten zur Wartung zerlegt werden und es ist möglich, beide Komponenten auszutauschen (anstatt die gesamte Baugruppe auszutauschen). Bei dieser Methode kann es jedoch auch zu einem Verlust der Ausrichtung und Steifigkeit im Laufe der Zeit kommen.

Unabhängig davon, mit welcher Methode die Schraubenwelle mit dem Motor verbunden wird, wird diese Methode der Motor-Schrauben-Integration normalerweise als „externes“ Design bezeichnet, da die Kugel- oder Gewindespindelmutter außerhalb des Motors bleibt. Wie bei einem herkömmlichen Schraubenmotor-Setup bewirkt die Drehung des Motors, dass sich die Schraube dreht, wodurch die Mutter (und die Last) entlang der Länge der Schraubenwelle vorgeschoben werden.

Obwohl Anwendungen mit kurzen Hüben und leichten Lasten manchmal ohne zusätzliche Unterstützung der Schraube (im Wesentlichen eine feststehende Anordnung) oder ohne Linearführungen arbeiten können, erfordern die meisten Anwendungen Unterstützung für das gegenüberliegende Ende der Schraube und die Verwendung von Linearführungen, um dies zu verhindern radiale Belastungen der Schraube.

Nicht unverlierbare Motorschraubenintegration

Bei der nicht unverlierbaren Integrationsmethode ist die Kugel- oder Gewindespindelmutter in den Motor integriert (oder an der Stirnseite des Motors montiert) und bewegt sich nicht entlang der Schraube. Stattdessen wird verhindert, dass sich die Schraube dreht (normalerweise durch die angebrachte Last), und wenn sich Motor und Mutter drehen, bewegt sich die Schraube linear hin und her „durch“ die Motor-Mutter-Kombination. In dieser Konfiguration bietet das nicht unverlierbare Design ein besseres Verhältnis von Hub zu Gesamtlänge, vorausgesetzt, das Design bietet Platz für die Schraube, die über die Rückseite des Motors hinausragt.

Wenn die Schraube so befestigt ist, dass sie sich nicht bewegt, wird die Baugruppe alternativ im Wesentlichen zu einer angetriebenen Mutterkonstruktion, bei der die Drehung des Motors bewirkt, dass sich die Motormutterbaugruppe entlang der stationären Schraube hin und her bewegt. Wie eine herkömmliche angetriebene Mutternbaugruppe ermöglicht diese Konfiguration höhere Verfahrgeschwindigkeiten, da die Schraubenpeitsche fast vollständig entfällt. Außerdem können mehrere Motor-Mutter-Kombinationen auf derselben Schraubenwelle montiert und unabhängig voneinander angetrieben werden.

Captive Motor-Schrauben-Integration

Eine Variation der obigen Motor-Schrauben-Kombination ist das unverlierbare Design. Wie bei der nicht unverlierbaren Ausführung ist die Mutter direkt in den Motor integriert, jedoch ist an der Schraube eine Keilwelle angebracht, die verhindert, dass sich die Schraube dreht, und beim Drehen des Motors eine lineare Bewegung erzeugt.

Bei dieser Konstruktion wird die Schraube von einem Ende der Baugruppe ausgefahren und zurückgezogen und nicht unterstützt. Das unverlierbare Design ist im Wesentlichen eine kompaktere Version des Schubstangenantriebs und eignet sich daher am besten für Druck- oder Pressanwendungen, bei denen die Last geführt wird und keine Radialkraft auf die Schraube ausgeübt wird.


Post-Zeit: 14.12.2020