Нагрузка, точность, скорость и ход.

Выбор компонентов линейного перемещения на этапе разработки проекта десятилетиями был источником разочарования для конструкторов и инженеров-прикладников, особенно когда речь шла о сложных узлах, таких как линейные приводы. Задумайтесь на мгновение о влиянии линейного привода на общую конструкцию машины. Прежде всего, в приводе направляющая и привод соединены вместе, являясь неотъемлемой частью устройства. Поэтому крайне важно, чтобы как выбор направляющей, так и выбор привода были правильными. Кроме того, привод оказывает значительное влияние на общие размеры машины. Например, смещение положения нагрузки на приводе может привести к высокому моменту нагрузки и изменить требование от конструкции с одной направляющей к конструкции с двумя направляющими, фактически удваивая или утраивая общую ширину привода и, следовательно, размер машины.

Выбор актуатора на основе приблизительных эксплуатационных характеристик, пожалуй, более рискован, чем выбор линейной направляющей или привода с минимальной информацией о сфере применения. Тем не менее, довольно часто встречаются ситуации, когда проектировщику или инженеру требуется обоснованная оценка системы, которая наилучшим образом подойдет для его сферы применения, прежде чем будут окончательно определены все критерии применения.

Хотя для правильного определения размера требуется глубокое понимание требований к применению, общее решение, подходящее для первоначального проектирования и оценки затрат, обычно можно выработать на основе четырех ключевых критериев.

Нагрузка

Распределяемая нагрузка и её ориентация относительно системы являются одними из важнейших критериев при выборе линейного привода. Для лёгких нагрузок, устанавливаемых практически непосредственно на подшипники, могут использоваться практически любые направляющие — профилированные рельсовые подшипники, шариковые втулки и валы, а также подшипники скольжения. Однако чем больше нагрузка и чем больше создаваемый ею момент (тангаж, крен и/или рыскание), тем прочнее должен быть направляющий механизм, чтобы обеспечить необходимый срок службы и минимальный прогиб.

Точность

Понимание требований к точности и повторяемости позиционирования поможет сузить круг выбора приводного механизма. Низкоточное позиционирование «точка-точка» может быть достигнуто с помощью пневматического привода или ременной передачи, в то время как для точности и повторяемости позиционирования в диапазоне микрон потребуется шарико-винтовая передача или даже линейный двигатель. Хотя нагрузка часто может быть выдержана любым из нескольких приводов, повторяемость часто является решающим фактором при выборе между этими вариантами.

Скорость

Средняя и максимальная скорости перемещения также помогут определиться с выбором приводного механизма. Например, практическое правило гласит, что максимальная скорость шарико-винтовых передач составляет 1 м/с, хотя существуют способы получения более высоких скоростей. Ремни, с другой стороны, могут легко развивать скорость до 10 м/с, а максимальная скорость линейных приводов ограничивается в первую очередь направляющей. Ускорение также играет роль как при выборе привода, так и направляющей.

Путешествовать

Хотя требуемый ход не так часто является решающим фактором, важно дважды проверить, соответствует ли выбранный тип линейного привода заявленной длине хода. Шарико-винтовые и ходовые винты, в частности, имеют ограниченный диапазон хода. Для винтовых приводов, как правило, максимальная длина составляет 3 метра. Хотя винты доступны и большей длины, с увеличением длины максимальная скорость снижается из-за критической скорости винта.

Хотя эти четыре критерия могут дать приблизительную оценку подходящих линейных приводов, для полного определения размера и выбора необходимо указать и учесть ряд параметров применения. Чтобы помочь проектировщикам и инженерам собрать критически важную информацию, необходимую для определения размера, некоторые производители разработали простые аббревиатуры.