準備為特定設備或機器選擇直線絲桿滑臺的設計師應該有一個問題清單,可以問這些設備的供應商和制造商。這些列表通常包含大多數執行器公司準備的FAQ(常見問題)。但在很多情況下,這些賣家希望潛在買家提出其他可能更深入、更有啟發性的問題:所謂的常見問題。
1、我需要長行程的速度和準確性,我應該使用什么類型的滑臺?
許多設計工程師高估了傳統電機和驅動器的長期運行精度。他們錯誤地認為,如果驅動器在短期內運行良好,它在長期內也會運行良好。雖然許多類型的直線滑臺滿足工程師通常要求的三個要求中的兩個(長行程、高速度和高定位精度),但直線絲桿滑臺是唯一能夠滿足所有這些要求的致動器。它們通常用于半導體制造、消費電子檢測、醫療和生命科學應用、機床、印刷和包裝應用。
為了提供一些背景知識,讓我們定義一個直線電機。基本上,直線電機是一種旋轉電機,展開后平放。這允許電機直接連接到線性負載。相比之下,其他設計使用旋轉電機并機械耦合它們,這將導致反沖、效率降低和其他不準確性。在相同的行程長度下,直線電機通常比滾珠絲杠具有更高的最大速度。
目前,直線電機主要有三種類型。第一個是鐵芯,它的齒上纏繞著線圈,由黑色材料制成,周圍是層壓板。這些電機具有最高的單位尺寸功率,良好的熱傳遞,并且通常是最便宜的。然而,電機中的鐵會導致電阻增加(由于電機磁體的相互作用而產生的扭矩),因此它們往往比其他類型的非鐵直線電機略低。
顧名思義,無鐵直線電機內部沒有鐵。葉輪本質上是一個環氧樹脂板,其中插入了緊密纏繞的銅線圈。它在兩排相對的磁鐵之間滑動。(這也叫U型通道軌道。磁鐵一側的墊圈將它們連接在一起。無鐵電機的主要優點是電阻低,無約束力。這使得它們比鐵芯電機更精確。兩排磁鐵使得無鐵芯電機比鐵芯電機更貴。熱傳遞也很難控制,因此盡早了解特定應用中是否存在過熱風險非常重要。最新的無鐵芯電機具有重疊繞組,為散熱提供更多的表面接觸。這種設計還允許電機具有更高的功率密度。
第三種也是最后一種類型是無槽直線電機,它基本上是前兩種類型的混合。無槽電機有像鐵芯一樣的單排磁鐵,這有助于降低其價格。與鐵芯電機相比,疊片鐵可以確保良好的傳熱,并減少牽引力和抓地力。無槽電機除了價格便宜之外,還具有比無鐵芯電機高度低的優點。對于喜歡讓機器中的組件盡可能小的設計師來說,節省的每一毫米空間都很重要。
2、我如何知道給定的驅動器是否適合在特定環境中使用?
一個。設計人員常常孤立地選擇執行器,而不管它們的使用位置。線性執行器具有關鍵的運動部件,這些部件只能在其設計和制造的環境中正常運行。使用錯誤的線性執行器可能會導致從錯誤控制到執行器本身無法修復的損壞等問題。對于“惡劣的環境”應用,例如排出顆粒和碎屑的切削工具,必須密封和屏蔽驅動器以保護它們免受污染。
相反,沒有適當保護的驅動器會將污垢帶入清潔環境并危及應用。正常磨損會導致隨著時間的推移線性階段產生顆粒。或者,潔凈室的真空環境通常僅限于使用不排放任何顆粒的設備,因此在這些環境中使用的執行器必須配備密封件和防護罩,以防止顆粒進入環境。一些提供線性運動的機械設備(例如半導體加工)一次只能移動幾微米,因此即使是最小量的污染也會損壞和破壞應用程序。
墊圈和套筒可保護關鍵部件免受惡劣環境的影響,并使直線絲桿滑臺能夠按設計運行。對于清潔環境,密封件和防護罩可保護應用環境免受驅動器(而非驅動器本身)可能產生的污染物的影響。除了密封件和防塵罩外,定制的線性執行器還可以設計有泄壓端口,以清除設備上的碎屑,以保持最佳性能和使用壽命。
選擇線性執行器時,必須考慮各種環境因素。這些因素包括環境溫度、濕度、接觸化學品和氣體(室內空氣除外)、輻射、氣壓水平(用于真空應用)、清潔度和附近的設備。例如,附近是否有可能傳遞影響線性平臺性能的振動的設備?
線性平臺的防護等級(IP)(通常在其規格中列出)表明它是否對特定環境具有足夠的保護。防護等級IP是外殼密封防止異物(灰塵和污垢)和各種形式的濕氣進入的有效性等級。
底盤等級的形式為“IP-”后跟兩個數字。第一個數字表示對運動部件和異物的防護等級。第二個數字表示防止暴露于各種水分水平的保護級別(從滴水到飛濺到完全浸沒)。
在選擇過程的早期花時間檢查驅動器的IP等級提供了一種快速簡便的方法來淘汰不適合環境的單元。例如半封閉模組不提供防潮保護,但可以防止手指大小的物體進入。如果防潮性是必不可少的,請尋找具有更高等級的執行器,例如封閉式模組,它可以防塵和防濺水。然而,沒有進入或防潮保護的驅動器可以為環境提供一種經濟的替代方案,而無需擔心污染物。
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