俗話說(shuō)“品質(zhì)在于細(xì)節(jié)”。雖然您的線性運(yùn)動(dòng)應(yīng)用程序看起來(lái)很簡(jiǎn)單，但關(guān)注可能導(dǎo)致意外問(wèn)題的區(qū)域是非常有益的。以下是確定步進(jìn)電機(jī)直線執(zhí)行機(jī)構(gòu)尺寸時(shí)需要考慮的幾個(gè)重要因素。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這些因素可以節(jié)省工作、金錢(qián)和時(shí)間。

　　1.計(jì)算扭矩

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

　　雖然這個(gè)扭矩計(jì)算是一個(gè)重要的數(shù)字，它會(huì)占用系統(tǒng)的大部分扭矩預(yù)算，但其他因素也會(huì)增加扭矩需求。慣性、加速度、未對(duì)準(zhǔn)、密封、溫度和系統(tǒng)中的低效率都會(huì)影響整體扭矩值。因此，用于致動(dòng)器的步進(jìn)電機(jī)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(lái)驅(qū)動(dòng)螺桿或滾珠絲杠。如果不考慮額外的扭矩，可能會(huì)損失步數(shù)，這可能會(huì)在系統(tǒng)中引入空轉(zhuǎn)或不準(zhǔn)確。雖然編碼器可以用來(lái)閉環(huán)，但是會(huì)增加成本，在設(shè)計(jì)中會(huì)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(jī)可能導(dǎo)致步進(jìn)致動(dòng)器使用更大的電機(jī)或更長(zhǎng)的電機(jī)(雙疊層)。在審查應(yīng)用時(shí)，請(qǐng)考慮所需的運(yùn)動(dòng)和系統(tǒng)中致動(dòng)器的功能。例如，許多設(shè)計(jì)基于最大負(fù)載和速度。

　　有必要問(wèn)一問(wèn)：

　　2.占空比是多少？

　　是兩個(gè)極限同時(shí)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(gè)運(yùn)動(dòng)的一小部分，還是沿整個(gè)長(zhǎng)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(dòng)時(shí)的行程末端。這通常以低得多的速度完成。否則速度高的時(shí)候負(fù)載會(huì)小很多。在本例中，您不必為兩個(gè)極端設(shè)置電機(jī)尺寸。它可以根據(jù)典型用途調(diào)整大小，來(lái)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(dá)到線速度(速度)。加速電機(jī)(這樣更平穩(wěn)，達(dá)到最大速度需要更長(zhǎng)時(shí)間，有助于防止電機(jī)失速。

　　4.溫度預(yù)防措施

　　溫度常常被忽略，因?yàn)樗赡軐?dǎo)致線性致動(dòng)器的性能問(wèn)題。比如低溫會(huì)造成額外的阻力(摩擦力)和步進(jìn)電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的失步。我們經(jīng)常與工程師合作設(shè)計(jì)-30攝氏度的溫度規(guī)格，有時(shí)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(gè)低溫下發(fā)揮作用，或者應(yīng)用要求電機(jī)在這些寒冷條件下連續(xù)可靠運(yùn)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(jī)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(wèn)題。我們的專(zhuān)家?guī)椭O(shè)置額外的間隙，使低溫下不會(huì)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(xiàng)

　　整個(gè)部件或機(jī)器的重量也是一個(gè)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(yùn)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(qiáng)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(jī)構(gòu)組件和整個(gè)系統(tǒng)的重量33，354，尤其是需要大絲杠時(shí)。鈦是另一種可行的材料選擇，具有減輕鋼鋁重量的強(qiáng)度，但價(jià)格較高。當(dāng)需要保持強(qiáng)度且成本是一個(gè)因素時(shí)，合金鋼和不銹鋼絲杠可以鏤空。它們?cè)谥行你@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(wú)磁性的，但由于加工硬化，它在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生輕微的磁性。熱處理過(guò)程可以進(jìn)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(jì)

　　不要自動(dòng)排除自定義螺母設(shè)計(jì)，因?yàn)樗梢詾閼?yīng)用程序提供價(jià)值。例如，定制螺母可以設(shè)計(jì)成消除系統(tǒng)組裝期間的安裝復(fù)雜性和對(duì)準(zhǔn)問(wèn)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(xiàng)目)費(fèi)用，但也將導(dǎo)致最低的整體單價(jià)。如果不能以經(jīng)濟(jì)有效的方式成型，成型大多數(shù)螺母尺寸的毛坯并進(jìn)行二次操作是另一種定制選項(xiàng)。

　　設(shè)計(jì)塑料螺母時(shí)，請(qǐng)考慮機(jī)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?。在許多情況下，模制螺母是有意義的，并且可能更可行。成型螺母時(shí)，建議遵循最佳實(shí)踐。比如零件形狀不對(duì)稱(chēng)，壁厚，壁厚不均都會(huì)造成成型問(wèn)題。我們還建議取芯，以減少下沉和尺寸不穩(wěn)定的機(jī)會(huì)。我們的應(yīng)用工程師將與您一起制定最佳材料和設(shè)計(jì)建議。無(wú)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(xiàng)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(lái)計(jì)算。對(duì)于高軸向載荷，考慮角接觸軸承。它們是專(zhuān)門(mén)為軸向載荷設(shè)計(jì)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(xiàng)：額定靜載荷通常低于額定動(dòng)載荷。在確定軸承尺寸時(shí)，您需要注意這一點(diǎn)。確定螺桿旋轉(zhuǎn)(動(dòng)態(tài))或靜止(靜態(tài))時(shí)的最大載荷非常重要。

　　密封件可用于各種軸承類(lèi)型。密封有助于防止污垢和灰塵進(jìn)入，并延長(zhǎng)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(duì)規(guī)范的影響。在某些情況下，密封會(huì)降低額定負(fù)載。如果密封件不適合特定的軸承類(lèi)型，可以提供帶有內(nèi)置密封件的軸承座，以保護(hù)軸承免受污染。無(wú)論選擇哪種軸承，軸承中的潤(rùn)滑劑都必須根據(jù)條件進(jìn)行改變。例如，低溫暴露、排氣問(wèn)題、高負(fù)荷和其他特殊情況可能需要將標(biāo)準(zhǔn)潤(rùn)滑改為更適合應(yīng)用的潤(rùn)滑脂。

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