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解决长行程直线运动问题

时间:2024-03-25 作者:超级管理员 点击:184次

                             

       对于大多数线性运动应用,传统的皮带或丝杆驱动系统效果很好。然而,当需要更长的线性距离时,可能会出现问题。当需要长距离线性运动时,齿轮齿条驱动系统是一个明知的选择。这些相对简单的系统使用皮带轮驱动装置沿皮带产生张力,并且可以快速达到高速。然而,随着这些系统达到更长的行程,可能会出现皮带下垂的问题。无法在系统的整个长度上保持张力。


      丝杆模组长度上的这种性能可能会导致振动或弹跳,从而对托架产生鞭打效应。如果特定尺寸工艺无法处理此问题,则丝杆驱动系统可能是更好的选择。丝杆驱动系统具有固定的机械元件,可确保始终完全控制滑架并精确停止和定位。安全是丝杆驱动系统的另一个优点。由于皮带可能断裂,皮带驱动系统的安全性较低。这种故障将是不受控制的,并且在垂直应用中,负载可能会掉落并损坏机器甚至人员。丝杆驱动系统不存在这个问题。即使出现故障,丝杆驱动系统也会阻止负载掉落并确保安全。

  丝杆模组

      从应用中丝杆驱动系统的问题是难以达到更长的行程长度。丝杆驱动系统的长度通常可达 6 米,使用成对的轴承座来支撑丝杆并在较高转速下阻止任何搅动效应。即使在较低的速度下,较长的螺钉也需要支撑以防止其自身重量引起的弯曲。这种轴承座支撑系统传统上由用杆或线连接的成对的轴承座组成。这些对沿着线性运动系统一起移动。当系统需要更长的行程时,可以添加更多的轴承座对,以沿着丝杆的长度以规则的间隔支撑丝杆。最多三对甚至四对一起工作是可行的,但是超过这个数量,连接块之间的杆或线就会变得困难。


        较长的行程

        实现更长行程的第一个挑战是创建一个可以为更长丝杆提供更多支撑点的系统。一种解决方案是取消块的连接系统,而是使用块可以相互折叠并在需要时分离的系统。一旦块到达设定位置,它们就会留在那里引导和支撑螺钉。在这样的系统中,可以利用轴承座对来实现10、12或者甚至13个支撑点。这种滚珠丝杠或丝杠的支撑系统可以实现长行程,而无需弯曲或甩动。为了超过 6 米的长度,下一个挑战是制造更长的螺丝。然而,由于可用原材料的限制,螺钉通常只能生产最长 6 米的长度。那么如何才能实现10米以上的行程长度呢?答案在于将两个螺钉连接在一起并采用一些精确的制造技术。


        丝杠和滚珠丝杠是在轧制线上制造的,每个零件的导程偏差可能略有不同。因此,为了将两个零件连接在一起,需要克服导程偏差的差异。为了成功连接两个丝杆,必须使用偏差尽可能最小的最高精度滚珠丝杆。滚珠丝杠必须经过精确加工,确保热量不会进入零件并改变直径或导程几何形状。即使小到 0.01 或 0.001 毫米的偏差也会给最终系统带来问题。加工后,使用丝锥和孔将螺钉结合在一起,两条引线之间的偏差最小。最后使用高强度粘合剂将它们固定。 (将螺钉焊接在一起会再次改变几何形状并产生问题。)


       带有可折叠支撑块系统和精密制造的螺钉的螺钉驱动系统的长度可以达到 10.8 米或更长。冲程长度为 2 至 3 米的系统的最大速度约为 4,000 rpm。通常,对于较长的系统,必须大幅降低转速以避免搅打。但是,通过额外的支撑,长达 10 米的丝杆驱动系统可以以 4,000 rpm 的速度运行。


        长度应用

        长行程齿轮齿条模组驱动系统广泛应用于各行各业,以提供精确的线性定位。金属管道和管材的自动化焊接系统就是一个很好的例子。需要在长行程上精确定位的应用中,跨度大、长距离(30米)得到有效解决。光缆的制造是一种高速、连续的生产过程,一旦停止生产就会损害所生产的光纤的质量。电缆缠绕在大卷轴上。当一个卷筒已满时,必须迅速更换,以尽量减少产品的损失。精度和速度对于流程效率至关重要。齿轮齿条模组可以在该应用中提供这两种功能,并且能够处理卷轴的重负载。任何需要在垂直平面内移动重型设备的应用都受益于线性齿轮齿条的刚性和故障安全功能。例如,在飞机工业中,高精度摄像机会上下移动。螺钉安全、精确地承载重物。在此类应用中,使用齿轮齿条模组导轨系统来承受动态负载力矩。


        现有系统的改进

        在许多长距离直线运动应用中,齿轮齿条模组系统有两个常见问题:要么系统无法以所需的速度运行,要么系统难以维护,因为开式齿条会吸引灰尘和碎屑,需要定期清洁。在这样的系统中,滑架可以配备钻孔通道并与油嘴连接。这样就可以从单点进行润滑,而无需打开外壳。由于该装置无需打开,因此少量的灰尘或水可以渗入系统。即使在最恶劣的环境中,它也能受到保护。



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