Линейный привод перемещает груз, который может представлять собой узел, компоненты или готовое изделие, по прямой линии.Он преобразует энергию в движение или силу и может приводиться в действие жидкостью или воздухом под давлением, а также электричеством. Вот описание распространенных линейных приводов, их преимуществ и недостатков.
Как они работают?
• Пневматические линейные приводы состоят из поршня внутри полого цилиндра.Давление внешнего компрессора или ручного насоса перемещает поршень внутри цилиндра.По мере увеличения давления цилиндр перемещается вдоль оси поршня, создавая линейную силу.Поршень возвращается в исходное положение либо за счет упругой силы, либо за счет подачи жидкости на другую сторону поршня.
• Гидравлические линейные приводы работают аналогично пневматическим приводам, но цилиндр приводит в движение несжимаемая жидкость из насоса, а не воздух под давлением.
• Электрический линейный привод преобразует электрическую энергию в крутящий момент.Механически соединенный электродвигатель вращает ходовой винт.Вращение резьбового наконечника или шариковой гайки с резьбой, соответствующей резьбе винта, вместе с винтом предотвращается.Когда винт вращается, гайка перемещается по резьбе.Направление движения гайки зависит от того, в каком направлении вращается винт, а также возвращает привод в исходное положение.
【Пневматические приводы】
Преимущества
• Преимущества пневматических приводов заключаются в их простоте.Большинство пневматических алюминиевых приводов имеют максимальное номинальное давление 150 фунтов на квадратный дюйм с размерами отверстий от ?до 8 дюймов, что соответствует примерно от 30 до 7500 фунтов силы.Стальные приводы имеют максимальное номинальное давление 250 фунтов на квадратный дюйм с размерами отверстий от ?до 14 дюймов, и они генерируют силы от 50 до 38 465 фунтов силы.
• Пневматические приводы создают точное линейное движение, обеспечивая точность, например, в пределах 0,1 дюйма и повторяемость в пределах 0,001 дюйма.
• Типичные области применения пневматических приводов связаны с экстремальными температурами.Типичный диапазон температур составляет от -40°F до 250°F.С точки зрения безопасности и контроля, благодаря использованию воздуха пневматические приводы избегают использования опасных материалов.Они отвечают требованиям взрывозащиты и безопасности машин, поскольку не создают магнитных помех из-за отсутствия двигателей.
• За последние годы в пневматике произошло много достижений в области миниатюризации, материалов и интеграции с электроникой и мониторинга состояния.Стоимость пневматических приводов невысока по сравнению с другими приводами.Например, по данным Bimba Manufacturing, средний пневматический привод стоит от 50 до 150 долларов.Пневматические приводы также легкие, требуют минимального обслуживания и имеют долговечные компоненты, что делает пневматику экономически эффективным методом линейного перемещения.
Недостатки
• Потери давления и сжимаемость воздуха делают пневматику менее эффективной, чем другие методы линейного движения.Ограничения компрессора и подачи воздуха означают, что операции при более низком давлении будут иметь меньшие силы и более низкие скорости.Компрессор должен постоянно поддерживать рабочее давление, даже если ничего не движется.
• Чтобы быть по-настоящему эффективными, пневматические приводы должны быть рассчитаны на конкретную работу.Следовательно, их нельзя использовать для других приложений.Точный контроль и эффективность требуют пропорциональных регуляторов и клапанов, но это увеличивает затраты и сложность.
• Несмотря на то, что воздух легко доступен, он может быть загрязнен маслом или смазкой, что приведет к простоям и необходимости технического обслуживания.Компаниям по-прежнему приходится платить за сжатый воздух, что делает его расходным материалом, а компрессор и трубопроводы являются еще одной проблемой технического обслуживания.
【Гидравлические приводы】
Преимущества
• Гидравлические приводы прочны и подходят для работы с высокими усилиями.Они могут создавать силу в 25 раз большую, чем пневматические цилиндры того же размера.Они также работают при давлении до 4000 фунтов на квадратный дюйм.
• Гидравлические двигатели имеют высокое соотношение мощности и веса, на 1–2 л.с./фунт больше, чем у пневматического двигателя.
• Гидравлический привод может поддерживать постоянную силу и крутящий момент без подачи насосом большего количества жидкости или давления из-за несжимаемости жидкостей.
• Насосы и двигатели гидравлических приводов могут располагаться на значительном расстоянии с минимальными потерями мощности.
Недостатки
• Гидравлическая система будет пропускать жидкость.Как и в пневматических приводах, потеря жидкости приводит к снижению эффективности.Однако утечки гидравлической жидкости приводят к проблемам с чистотой и потенциальному повреждению окружающих компонентов и зон.
• Гидравлические приводы требуют множества сопутствующих деталей, включая резервуар для жидкости, двигатели, насосы, выпускные клапаны и теплообменники, а также оборудование для снижения шума.Это делает системы линейных перемещений большими и трудными для размещения.
【Электрические приводы】
Преимущества
• Электрические приводы обеспечивают высочайшую точность позиционирования.Пример диапазона точности +/- 0,000315 дюйма и повторяемости менее 0,0000394 дюйма. Их настройки масштабируемы для любых целей и требований к силе, они тихие, плавные и повторяемые.
• Электрические приводы можно подключать к сети и быстро перепрограммировать.Они обеспечивают немедленную обратную связь для диагностики и обслуживания.
• Они обеспечивают полный контроль профилей движения и могут включать в себя энкодеры для управления скоростью, положением, крутящим моментом и приложенной силой.
• По уровню шума они тише пневматических и гидравлических приводов.
• Поскольку утечки жидкостей отсутствуют, исключается опасность для окружающей среды.
Недостатки
• Первоначальная стоимость единицы электропривода выше, чем у пневматических и гидравлических приводов.Согласно примеру Bimba Manufacturing, стоимость электрического привода может стоить от 150 до более 2000 долларов в зависимости от его конструкции и электроники.
• Электрические приводы не подходят для всех сред, в отличие от пневматических приводов, которые безопасны во взрывоопасных и легковоспламеняющихся зонах.
• Постоянно работающий двигатель перегревается, что увеличивает износ редуктора.Двигатель также может быть большим и создавать проблемы при установке.
• Выбранный двигатель фиксирует ограничения силы, тяги и скорости привода на фиксированных настройках.Если требуется другой набор значений силы, тяги и скорости, необходимо заменить двигатель.
Время публикации: 04 февраля 2019 г.