俗話說“品質(zhì)在于細(xì)節(jié)”。雖然您的線性運動應(yīng)用程序看起來很簡單，但關(guān)注可能導(dǎo)致意外問題的區(qū)域是非常有益的。以下是確定步進電機直線執(zhí)行機構(gòu)尺寸時需要考慮的幾個重要因素。從長遠(yuǎn)來看，這些因素可以節(jié)省工作、金錢和時間。

　　1.計算扭矩

　　計算移動施加負(fù)載所需的扭矩是正確確定電機尺寸以驅(qū)動螺桿或滾珠絲杠組件的標(biāo)準(zhǔn)程序。使用螺桿時，導(dǎo)程和效率將顯著影響所需的扭矩。因此，您可能會發(fā)現(xiàn)自己在平衡力(由于螺紋的機械優(yōu)勢，導(dǎo)程越細(xì)，導(dǎo)程越高)和線速度(螺桿每轉(zhuǎn)前進更容易實現(xiàn))。

　　雖然這個扭矩計算是一個重要的數(shù)字，它會占用系統(tǒng)的大部分扭矩預(yù)算，但其他因素也會增加扭矩需求。慣性、加速度、未對準(zhǔn)、密封、溫度和系統(tǒng)中的低效率都會影響整體扭矩值。因此，用于致動器的步進電機的尺寸通常設(shè)置為所需扭矩的2倍，以提供額外的間隙來驅(qū)動螺桿或滾珠絲杠。如果不考慮額外的扭矩，可能會損失步數(shù)，這可能會在系統(tǒng)中引入空轉(zhuǎn)或不準(zhǔn)確。雖然編碼器可以用來閉環(huán)，但是會增加成本，在設(shè)計中會占用額外的空間。

　　除了成本和空間之外，選擇具有更大扭矩緩沖或安全系數(shù)的電機可能導(dǎo)致步進致動器使用更大的電機或更長的電機(雙疊層)。在審查應(yīng)用時，請考慮所需的運動和系統(tǒng)中致動器的功能。例如，許多設(shè)計基于最大負(fù)載和速度。

　　有必要問一問：

　　2.占空比是多少？

　　是兩個極限同時出現(xiàn)，還是速度越高負(fù)載越低？

　　這種高負(fù)荷高速度是偶爾需要還是持續(xù)需要？

　　是只要求整個運動的一小部分，還是沿整個長度？

　　3.超速行駛

　　在夾爪組件或吸頭彈出的情況下，最高負(fù)載可能僅出現(xiàn)在夾緊或推動時的行程末端。這通常以低得多的速度完成。否則速度高的時候負(fù)載會小很多。在本例中，您不必為兩個極端設(shè)置電機尺寸。它可以根據(jù)典型用途調(diào)整大小，來產(chǎn)生更多的力。

　　超速也是加速的寶貴工具。需要更大的扭矩使軸高速(慣性)旋轉(zhuǎn)，盡快達到線速度(速度)。加速電機(這樣更平穩(wěn)，達到最大速度需要更長時間，有助于防止電機失速。

　　4.溫度預(yù)防措施

　　溫度常常被忽略，因為它可能導(dǎo)致線性致動器的性能問題。比如低溫會造成額外的阻力(摩擦力)和步進電機執(zhí)行機構(gòu)的失步。我們經(jīng)常與工程師合作設(shè)計-30攝氏度的溫度規(guī)格，有時甚至低至-50C。重要的是要考慮溫度是否屬于制冷條件，即材料必須能承受氣候并不一定在這個低溫下發(fā)揮作用，或者應(yīng)用要求電機在這些寒冷條件下連續(xù)可靠運行。在這兩種情況下，有多種材料可供選擇，但它們可能因應(yīng)用而異。與直線執(zhí)行機構(gòu)各部件能否承受低溫同等重要的是，配套部件的導(dǎo)熱系數(shù)差異也是選擇的關(guān)鍵因素。因此，我們建議應(yīng)用工程師合作解決溫度問題。我們的專家?guī)椭O(shè)置額外的間隙，使低溫下不會發(fā)生粘連，并協(xié)助材料選擇，使配合部件具有相似的熱系數(shù)，從而允許它們以相同的速率膨脹和收縮。

　　5.重量注意事項

　　整個部件或機器的重量也是一個經(jīng)常被忽視的因素。許多減輕重量的解決方案以替代材料的形式存在于航空航天、軍事、包裝和運輸工業(yè)中。

　　鋁螺桿在輕型應(yīng)用中很受歡迎，盡管它們可能缺乏強度和剛性。鋁約為不銹鋼絲杠重量的1/3，可顯著減輕直線執(zhí)行機構(gòu)組件和整個系統(tǒng)的重量33，354，尤其是需要大絲杠時。鈦是另一種可行的材料選擇，具有減輕鋼鋁重量的強度，但價格較高。當(dāng)需要保持強度且成本是一個因素時，合金鋼和不銹鋼絲杠可以鏤空。它們在中心鉆孔，以顯著減輕重量。

　　鋁螺釘是磁共振成像(MRI)應(yīng)用或其他需要非磁性或非鐵金屬螺釘?shù)膽?yīng)用的絕佳選擇。雖然300系列不銹鋼被認(rèn)為是無磁性的，但由于加工硬化，它在加工過程中會產(chǎn)生輕微的磁性。熱處理過程可以進一步降低磁性水平。在這些環(huán)境中，由青銅和鈦制成的絲杠也是潛在的選擇。

　　6.定制螺母設(shè)計

　　不要自動排除自定義螺母設(shè)計，因為它可以為應(yīng)用程序提供價值。例如，定制螺母可以設(shè)計成消除系統(tǒng)組裝期間的安裝復(fù)雜性和對準(zhǔn)問題。完全成型的零件也有附加值。這可能需要一次性NRE(非經(jīng)常性項目)費用，但也將導(dǎo)致最低的整體單價。如果不能以經(jīng)濟有效的方式成型，成型大多數(shù)螺母尺寸的毛坯并進行二次操作是另一種定制選項。

　　設(shè)計塑料螺母時，請考慮機械、熱或其他關(guān)鍵性能特征是否可用于棒材、坯料、成型顆?；騼烧摺Ｔ谠S多情況下，模制螺母是有意義的，并且可能更可行。成型螺母時，建議遵循最佳實踐。比如零件形狀不對稱，壁厚，壁厚不均都會造成成型問題。我們還建議取芯，以減少下沉和尺寸不穩(wěn)定的機會。我們的應(yīng)用工程師將與您一起制定最佳材料和設(shè)計建議。無論是ESD、潔凈室、水下、食品接觸或空間應(yīng)用，我們都有符合您規(guī)格的材料。

　　7.末端支撐

　　為了支撐螺桿或滾珠螺桿的末端，軸承選項可以包括角接觸軸承、深溝徑向軸承和推力軸承。深徑向軸承通常用于處理軸向載荷。徑向軸承的推力負(fù)荷能力通常以額定徑向負(fù)荷的百分比來計算。對于高軸向載荷，考慮角接觸軸承。它們是專門為軸向載荷設(shè)計的，也為螺釘提供徑向支撐。推力軸承將承受最高載荷，但通常不徑向支撐軸，因此通常與徑向軸承或其他支撐軸的方式結(jié)合使用。徑向軸承的注意事項：額定靜載荷通常低于額定動載荷。在確定軸承尺寸時，您需要注意這一點。確定螺桿旋轉(zhuǎn)(動態(tài))或靜止(靜態(tài))時的最大載荷非常重要。

　　密封件可用于各種軸承類型。密封有助于防止污垢和灰塵進入，并延長軸承的使用壽命，特別是在惡劣條件下。但是，您必須檢查添加密封對規(guī)范的影響。在某些情況下，密封會降低額定負(fù)載。如果密封件不適合特定的軸承類型，可以提供帶有內(nèi)置密封件的軸承座，以保護軸承免受污染。無論選擇哪種軸承，軸承中的潤滑劑都必須根據(jù)條件進行改變。例如，低溫暴露、排氣問題、高負(fù)荷和其他特殊情況可能需要將標(biāo)準(zhǔn)潤滑改為更適合應(yīng)用的潤滑脂。

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