스트로크 길이, 속도, 정확도, 장착, 유지 관리.

선형 모션이 필요한 응용 분야(픽 앤 플레이스 조립 시스템, 포장 라인 또는 자재 이송용 갠트리 등)를 작업 중이지만 처음부터 자신만의 액추에이터를 설계하고 다양한 부품을 소싱하고 장착 및 정렬해야 합니다. 구성 요소를 구성하고 유지 관리 시스템을 구현하는 것은 시간을 효과적으로 사용하지 않습니다.사전 설계 및 사전 조립된 선형 액추에이터를 살펴보기 시작하지만 유형, 크기 및 작동 원리와 관련된 옵션이 너무 많아서 선택을 어디서부터 시작해야 할지 알기 어렵습니다.

분야 범위를 좁히는 첫 번째 단계는 귀하의 응용 분야에 가장 적합한 구동 메커니즘을 선택하는 것입니다.대부분의 제조업체는 톱니 벨트와 볼 스크류가 가장 일반적인 두 가지 이상의 드라이브 옵션을 제공하는 반면 공압 및 선형 모터 드라이브는 틈새 응용 분야에 적합합니다.다음은 가장 일반적인 두 가지 액추에이터 유형인 톱니 벨트와 볼 스크류 중에서 선택하는 데 도움이 되는 5가지 요소입니다.

1. 스트로크 길이

액추에이터가 한 방향으로 이동해야 하는 거리(스트로크 길이)는 볼 스크류 또는 벨트 구동 중에서 선택할 때 고려해야 할 첫 번째 요구 사항입니다.볼 스크류 액츄에이터는 일반적으로 1000mm 이하의 길이에서 발견되지만 더 큰 직경의 볼 스크류는 최대 3000mm 길이까지 사용할 수 있습니다.이 한계는 나사의 임계 속도에 따라 결정됩니다.나사의 길이가 증가함에 따라 임계 속도, 즉 나사가 굽힘 진동을 만나기 시작하는 속도는 감소합니다.간단히 말해서, 나사가 길어지고 빠르게 회전할수록 줄넘기처럼 "채찍질"하기 시작합니다.

톱니 벨트 구동 장치가 있는 액추에이터의 경우 벨트 장력 조절 기능으로 인해 최대 길이가 제한됩니다.더 넓은 폭(더 많은 접촉 면적)과 더 높은 톱니 피치를 가진 벨트를 사용함으로써 벨트 구동 액추에이터는 10~12미터의 스트로크 길이가 필요한 응용 분야에서 흔히 볼 수 있습니다.

2. 속도

액추에이터를 선택할 때 두 번째로 중요한 요소는 속도입니다.대부분의 벨트 구동 액추에이터의 최대 속도는 5m/s입니다.이 한계는 가장 일반적으로 재순환 베어링을 사용하는 가이드 시스템의 영향을 받습니다.최대 10m/s의 더 높은 속도가 필요한 응용 분야의 경우 재순환 베어링 대신 예압 휠 또는 캠 롤러와 함께 벨트 드라이브를 사용할 수 있습니다.

위에서 언급한 바와 같이 볼스크류 구동 액츄에이터에서는 길이가 길어질수록 임계속도가 감소합니다.일반적으로 볼 스크류 액추에이터는 1m 미만의 스트로크 길이에서 최대 1.5m/s의 속도에 도달할 수 있습니다.볼 스크류 지지대는 지지되지 않는 스크류 길이를 줄여 추가적인 강성을 제공하여 액추에이터가 더 높은 속도와 더 긴 길이에 도달할 수 있도록 합니다.볼 스크류 지지대를 고려할 때 필요한 속도와 길이 계산을 수행하는 데 도움이 필요하면 제조업체에 문의하십시오.

3. 정확성

정확도는 이동 정확도(이동 중에 캐리지 또는 안장이 공간에 위치하는 위치), 위치 정확도(액추에이터가 목표 위치에 얼마나 가깝게 도달하는지) 또는 반복성(액추에이터가 각 위치에 얼마나 가깝게 도달하는지)을 의미하는 데 광범위하게 사용됩니다. 뇌졸중).이동 정확도는 액추에이터의 구조, 베이스 및 장착에 크게 영향을 받지만 위치 정확도와 반복성은 주로 구동 메커니즘의 기능입니다.

특히 예압이 적용된 볼 스크류는 강성으로 인해 벨트 드라이브보다 위치 정확도가 더 좋습니다.그러나 위치 지정의 "부정확성"은 액추에이터의 제어 시스템에서 측정되고 보상될 수 있습니다.이러한 이유로 반복성(각 스트로크에서 동일한 위치에 도달하는 능력)은 고정밀 응용 분야에서 가장 중요한 요소가 되는 경우가 많습니다.높은 반복성을 위해서는 구동 메커니즘의 강성이 중요하므로 예압된 볼 스크류 및 너트 어셈블리를 선택하는 것이 더 좋습니다.

4. 장착

어떤 경우에는 액추에이터가 장착되는 방향에 따라 어떤 구동 메커니즘이 가장 좋은지 결정됩니다.벨트 및 볼 스크류 드라이브는 모두 수평 및 경사 장착 방향에 적합하지만 수직 장착이 필요한 애플리케이션에는 보다 신중한 평가가 필요합니다.

하중을 수직으로 이동시키는 모든 시스템에는 내장된 안전 메커니즘이 필요하지만 볼 스크류 드라이브는 수직 하중을 운반하기 위해 벨트 드라이브보다 더 안전한 것으로 간주되는 경우가 많습니다.이는 볼 스크류가 시스템의 하중, 스크류 리드 및 마찰에 따라 브레이크가 고장나거나 시스템에 심각한 손상이 있는 경우 백 드라이브 또는 "자유 낙하"를 꺼리기 때문입니다.수직 응용 분야에 벨트 구동 액추에이터가 필요한 경우 외부 브레이크 또는 균형추를 심각하게 고려해야 합니다.

5. 유지관리

선형 액추에이터 고장의 주요 원인은 윤활 부족입니다.볼 스크류와 벨트 구동 액츄에이터 모두 가이드 시스템에 정기적으로 윤활을 해야 하지만 볼 스크류에는 적절한 윤활을 위해 모니터링해야 하는 또 다른 구성 요소가 있습니다.일부 제조업체는 수명 동안 윤활되는 시스템을 제공하여 이 문제를 해결했습니다(수명은 주어진 부하, 속도 및 환경에 따라 설정된 이동 거리 또는 회전 수로 정의됨). 그러나 많은 응용 분야는 이러한 지정된 매개변수를 벗어나며 요구됩니다. 의도된 수명 동안 특정 시점에 윤활유를 공급합니다.

벨트 구동식 액추에이터는 유지 관리할 구성 요소 수가 적다는 장점이 있지만 환경에 먼지나 칩이 있는 경우 풀리 하우징에 오염 물질이 들어갈 가능성을 최소화하는 액추에이터 설계를 찾으십시오.이렇게 하면 풀리 베어링의 수명이 길어지고 벨트 자체의 마모가 줄어듭니다.

벨트 드라이브와 볼 스크류 드라이브 모두 성능상의 이점이 있습니다.초기 선택 시, 벨트 드라이브는 일반적으로 긴 스트로크와 고속에 더 나은 선택인 반면, 볼 스크류 드라이브는 높은 반복성 또는 수직 장착이 필요한 응용 분야에 더 적합하다는 점을 기억하십시오.일부 응용 분야에서는 두 드라이브 메커니즘 중 하나가 위에 설명된 기준을 충족합니다.이러한 경우 제조업체는 가속도, 정착 시간 또는 환경 조건과 같은 고급 요소를 기반으로 올바른 액추에이터를 선택하도록 안내할 수 있습니다.