很多設備設計人員對混合式步進電機為基礎的直線電機十分熟悉,該產(chǎn)品由*的耐久性和免維護性,十分適合在需要精密的線性傳動設計領域使用。
隨著設備小型化,模組化設計的潮流,,近年來直線電機的使用在逐步擴大,在越來越多的領域都看到了它的身影,包括醫(yī)療儀器,,實驗室儀器,通信,,半導體,,成像設備,閥門控制,,印刷設備,,XYZ平臺,舞臺燈光等領域,。
要使得步進電機由旋轉運動轉變?yōu)榫€性運動,,簡單的設計就是將絲桿螺母整合到步進電機上,,將整個線性變換在電機內部得以實現(xiàn)。
該方法能簡化整個結構設計,,在許多應用領域能夠在不安裝外部機械聯(lián)動裝置的情況下直接使用直線電機進行精密的線性傳動,。
其基本原理是在直線電機的轉子中心安裝一個螺母,相應地采用一根絲桿和該螺母嚙合,,為了使絲桿前后移動,,必須用某種方法防止絲桿和轉子組件一起轉動。由于絲桿轉動受到約束,,那么當轉子旋轉時,,絲桿就實現(xiàn)了線性運動。
下圖就是山社電機設計的一款固定軸式絲桿電機的剖視圖,。
● 定位/剩余力矩: 在沒有電流通過繞組時,,能使電機的輸出軸旋轉所需要施加的力矩。
● 保持力矩: 在繞組在通以穩(wěn)態(tài)直流電時,,能使電機的輸出軸旋轉所需要施加的力矩,。
● 動態(tài)力矩: 在一定步進速率下,電機產(chǎn)生的力矩,,一般可以用牽入或者牽出力矩來表示,。
● 牽入力矩: 克服轉子慣量的加速轉矩,以及加速時固定連接的外接負載和各種摩擦轉矩,。因此,,牽入力矩通常小于牽出力矩。
● 牽出力矩: 電機在恒速下能夠產(chǎn)生的大力矩,。因為速度不變,,所以沒有慣性力矩。同時轉子內部的動能和慣性載荷使牽出力矩增大,。
● 驅動器: 一個用來運行步進電機的電氣控制裝置,,包含電源,邏輯程序器,,開關原件和一個確定步進速率的變頻脈沖源,。
● 慣性:物體對加速或者減速的慣性測量值,用于電機所要移動負載的慣性或電機轉子的慣性,。
● 步距角: 整步下每一步轉子所產(chǎn)生的旋轉角度,。
● 步長: 轉子每旋轉一個步距角,絲桿所產(chǎn)生的一個線性行程,。
● 脈沖速率: 每秒施加到電機繞組上的脈沖數(shù)量,,即每秒脈沖數(shù)PPS。
● 升降速: 在電機不失步時,,給定負載從原有低步進速率增加至大,,再從原有高步進速率降低至原有速率的一種驅動技術,。
● 導程精度: 基于導程得出的實際位置和理論位置之間的偏差。
● 重復定位精度: 特定條件下,,電機被指令到同一目標位置范圍的一致程度,。
● 溫升: 溫升是電機與環(huán)境的溫度差,是由電機本身發(fā)熱引起的,。運行中電機鐵芯在交變磁場 中會產(chǎn)生鐵損,,繞組通電后會產(chǎn)生銅損,還有其他各種損耗都會使電機的溫度升高,。 它是電機設計和運行中的一個相當重要的指標,。
● 分辨率: 整步下,電機每接收一個脈沖,,產(chǎn)生的線性距離,。
● 絲桿材料: SUS303冷軋不銹鋼。
● 絲桿表面涂覆: 常選用特氟龍,。
● 絲桿導程精度: 通常按照100mm以內0.06mm,,超過100mm則按照絲桿長度乘以0.0006mm/mm計算。
● 絲桿直線度: 通常按照100mm以內0.05mm,,超過100mm則按照絲桿長度乘以0.0005mm/mm計算。
● 絲桿效率: 根據(jù)導程不一樣,,在26%~87%之間,,使用消隙螺母后效率會降低。
● 允許的絲桿和螺母之間軸向間隙: 0.02mm左右,。
● 允許的絲桿和螺母之間的徑向間隙: 0.1mm~0.25mm,。
● 螺母材料: 帶自潤滑材料的特種工程塑料。
● 絲桿和螺母的壽命: 一般能達到來500萬次循環(huán),,由于不同負載,,速度和使用環(huán)境影響,會有一定差異,,具體建議通過工程 試驗來驗證,。
● 電機工作溫度: -20℃~55℃。
● 儲存條件: 常溫,,通風,,無腐蝕環(huán)境下,相對溫度小于75%,。
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