Коли йдеться про лінійні приводи, електромеханічні пристрої стають кращим вибором порівняно з пневматичними аналогами завдяки своїй швидкості, точності та розміру.

Протягом останніх років посилюються вимоги керівників заводів та компаній використовувати більше електричних стержневих приводів та менше пневматичних приводів в обладнанні для автоматизації виробництва. Цьому переходу сприяють кілька факторів, але найважливішими є зростаючі потреби в:

• Покращте продуктивність машин за допомогою електромеханічних приводів, здатних забезпечити вищу точність.
• Зменште розмір обладнання за допомогою електромеханічних приводів, яким потрібно лише близько чверті простору для забезпечення такої ж тяги, як пневматичним приводам.
• Ефективніше використовуйте енергію, оскільки електромеханічні приводи не потребують повітряних компресорів, що працюють цілодобово для підтримки тиску.
• Зменшення витрат на технічне обслуговування та загальних витрат на володіння, оскільки електромеханічні приводи використовують менше компонентів, не потребують компресорів і не мають витоків повітря.

Після прийняття рішення про заміну пневматичних приводів на електромеханічні, наступним кроком є ​​вибір правильних електромеханічних приводів серед багатьох брендів. Хоча основні характеристики тяги можуть бути схожими, існують суттєві відмінності в таких аспектах, як експлуатаційні характеристики протягом життєвого циклу, ремонтопридатність та стійкість до впливу навколишнього середовища.

Загалом кажучи, чим більший діаметр кулькового гвинта, тим більший потенціал тяги. Однак для досягнення цього потрібне належне з'єднання опорного підшипника та всіх точок кріплення, включаючи подовжувальну трубку, внутрішню кулькову гайку, корпус підшипника та корпус склоочисника. В іншому випадку будь-яке збільшення тяги призведе до скорочення терміну служби системи. Компонент, занадто слабкий, щоб витримувати своє навантаження, зношуватиметься набагато швидше або навіть пошкодиться.

Ви можете мати два приводи, кожен з яких оснащений 16-міліметровою кульковою гвинтовою гвинтом і забезпечує зусилля 750 Н, причому один, наприклад, може мати термін ходу 2000 км, а інший — 8000 км. Різниця полягає в тому, наскільки добре кулькова гвинтова ...

Більше того, через більший діаметр кулькового гвинта, що корелює з вартістю та розміром, правильне поєднання кулькового гвинта та інших компонентів зменшує обидва ці фактори. Щоб задовольнити вимогу застосування до сили 3200 Н, один постачальник може використовувати кульковий гвинт діаметром 20 мм, тоді як інший постачальник, з правильно поєднаними компонентами, може досягти такої ж тяги з гвинтом діаметром 12 мм. Таким чином, останній кульковий гвинт можна зменшити без шкоди для продуктивності.

Правильне поєднання кулькових гвинтів з іншими компонентами суттєво впливає на термін служби приводу, і в поєднанні з конструкцією водила ці два фактори мають найбільший вплив на точність і вантажопідйомність. Ще однією метою конструкції приводу є зменшення радіального та бічного вільного ходу. Фактори, що впливають на це, - це діаметр корпусу водила, площа контактної поверхні та використання опорних ніжок. Більший корпус водила, наприклад, витримує більші зовнішні радіальні навантаження, максимізуючи площу контактної поверхні в ситуаціях бічного навантаження. Можливість бокового навантаження електричних приводів підвищує продуктивність, точність і компактність до рівня, недосяжного за допомогою пневматичних або гідравлічних приводів.

Хоча максимізація площі поверхні покращує радіальну та поперечну вантажопідйомність, це не обов'язково сприяє стабільності. Це часто вирішується шляхом фіксації піднятих ніжок у пазах (три на зображенні вище). Ці опорні ніжки зменшують вібрації, які можуть додавати шум і сприяти зносу. У більшості конструкцій використовується один або два таких ребра, що усуває деякий люфт, але це може створювати клацання, коли система починає зношуватися з часом. Однак використання чотирьох ніжок замість двох зменшує знос і шум, забезпечуючи ефективніший та довговічніший захист від обертання. Крім того, додаткові ніжки забезпечують зворотний рух без зачіпання, що ще більше зменшує люфт через знос.

Крім того, вигин цих опорних ніжок назовні створює радіальний попередній натяг, що зменшує люфт в упорній трубці. Це також центрує корпус опори та кулькову гайку, що усуває необхідність підкладати опору до екструзії та компенсує знос протягом терміну служби пристрою. Дотримання вирівнювання всіх деталей зменшує кількість разів, коли необхідно калібрувати привод для забезпечення постійного крутного моменту на холостому ходу.

Жорсткі допуски мають вирішальне значення для зниження зносу та шуму. Але якщо повітряного зазору взагалі немає, тиск зростає, коли приводи працюють на високих швидкостях. Це призводить до перегріву, що сприяє проблемам зі змащуванням та іншим проблемам довговічності. Щоб вирішити цю проблему, два з опорних ключових елементів на опорних ніжках розташовуються нижче, ніж два інших — саме такий підхід застосовує Thomson до багатьох своїх приводів. Це забезпечує достатній зазор, щоб запобігти накопиченню тиску. Як видно на зображенні вище, два з опорних ключових елементів, ортогонально розташованих на опорних ніжках, розташовані нижче, ніж два інших.

Ремонтопридатність

Легкість обслуговування впливає на експлуатаційні характеристики протягом життєвого циклу та сприяє підвищенню продуктивності. Електромеханічні приводи відрізняються за способом змащування та керуванням двигуном. Більшість приводів втягуються, частково відкриваючи деталі на 60–70 % для змащування. Техніки знімають кришки, знаходять деталі, які потребують змащування, додають мастило та, можливо, потребують повторити цей процес.

Однак, кращим підходом є повне висування або втягування трубки, що дозволить максимально оголити всі компоненти. Це дозволяє компаніям використовувати автоматичне змащування. Крім того, використання мастильного ніпеля позбавить необхідності знімати кришку, що ще більше спростить обслуговування.

Технічне обслуговування також можна пришвидшити, якщо виключити час, необхідний для з'єднання двигуна з механічним приводом. Традиційно, встановлення двигуна в паралельній конфігурації займає від 20 до 25 хвилин. Після встановлення двигуна технік повинен використовувати різноманітні інструменти для регулювання правильного натягу та вирівнювання ременя. Це вимагає щонайменше 12 кроків.

Однак, якщо привід постачається з попередньо зібраним паралельним рішенням, ремінь можна попередньо натягнути під час складання, що усуває необхідність багатоетапного регулювання натягу — двигун можна прикрутити та використовувати лише за три кроки. Для лінійного монтажу переваги попередньо зібраного рішення аналогічні, хоча й не такі разючі.

Крім того, використання підшипників, що монтуються на розпірці, усуває ризик перекосу. Це також захищає вал двигуна від радіальних навантажень, що зменшує шум і додатково подовжує термін служби приводу.

Стійкість до навколишнього середовища

Електромеханічні приводи відрізняються своєю здатністю витримувати суворі умови, вплив навколишнього середовища та часте промивання водою під високим тиском. Це залежить від зовнішнього профілю, вибору матеріалу та методів герметизації.

Профілі з гладкими поверхнями чистіші, ніж рифлені, оскільки вони не накопичують пил і рідини. Таким чином, вони більше підходять для суворих умов, коли потрібне часте миття. Однак гладкий зовнішній вигляд може мати недолік. Якщо використовуються в пристроях, що потребують кріплення датчиків, може знадобитися додатковий пластиковий елемент для кріплення датчика.

Стійкість до впливу навколишнього середовища також залежить від складу матеріалу подовжувальної трубки. У більшості систем використовується хромована сталь, але нержавіюча сталь є набагато кращим вибором для суворих умов експлуатації.

Ключовим показником стійкості до навколишнього середовища є код захисту від проникнення (IP). Наприклад, клас захисту IP 65 означає, що пристрій пилонепроникний та захищений від струменів води низького тиску з будь-якого напрямку, як це може бути під час миття в харчовій промисловості та виробництві напоїв. Лише деякі електричні приводи відповідають цьому класу захисту, але в агресивному середовищі це є критично важливим. Клас захисту IP 54 забезпечує певний захист від бризок води та менше 100% захист від пилу, що робить його прийнятним для деяких застосувань з миттям, але не за умови використання тиску. Клас захисту IP 40, який є поширеним серед лінійних приводів, означає, що пристрій не захищений від пилу або рідини.

Вищі показники захисту IP головним чином залежать від використання кращих ущільнень. Наприклад, Thomson герметизує кожен відсік своїх електромеханічних приводів, включаючи кріплення двигуна. Усі прокладки також повинні бути герметичними та простягатися аж до двигуна, а не закінчуватися на монтажній пластині.

Наступне покоління керування рухом

Оскільки ринкові вимоги до підвищення продуктивності, скорочення часу переналаштування, підвищення надійності, більшої економії енергії та зниження витрат на обслуговування та експлуатацію, все більше конструкторів та кінцевих користувачів переходять на електромеханічні приводи замість пневматичних. Для машин, що потребують складного керування рухом, електромеханічні приводи є практично єдиною альтернативою. Але навіть для простих завдань лінійного руху конструктори та користувачі систем керування рухом схиляються до електричного приводу через менше та/або простіше обслуговування, підвищену економію енергії та чистішу роботу.

Ще більших переваг можна досягти, ретельно порівнюючи електричні приводи різних марок. Завжди інтерпретуйте «вантажопідйомність» у контексті заявленого терміну служби системи та вимог до простору. У цих областях існують реальні компроміси. Конструкція носача впливає на точність, а також на поперечну та поворотну вантажопідйомність, тому звертайте пильну увагу на те, як носій закріплений у каналі, а також на форму та розмір будь-яких направляючих механізмів.

Удосконалені механізми та деталі, такі як опорні ніжки та конструкції ніжок, які можна вигнути для кращого захоплення, покращать точність та зносостійкість. А відповідний зовнішній профіль, вибір матеріалів та стратегія герметизації є ключовими факторами стійкості до навколишнього середовища. Гладкіші профілі, матеріали з нержавіючої сталі та вищі показники IP, як правило, забезпечують найкращий захист.