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滾珠絲杠螺母副是在絲杠和螺母之間放入滾珠, 絲杠與螺母間成為滾動摩擦的傳動副。圖5-60所示為滾珠絲杠副的結構示意圖。絲杠1和螺母3上均制有圓弧形面的螺旋槽,將它們裝在一起便形成了螺旋滾道,滾珠4在其間既自轉又循環滾動。 普通滾珠絲杆優點: (1)摩擦損失小,傳動效率高 滾珠絲杠螺母副的摩擦因數小僅為0.002~0.005;傳動效率=0.92~0.96,比普通絲杠螺母副高3~4倍;功率消耗只相當于普絲杠傳的1/4~1/3,所以發熱小,可實現高運動。 (2)運動平穩無爬行 由於摩擦阻力小,動、靜摩擦力之差極小,故運動平穩,不易出現爬行現象。 (3)可以預緊,反向時無空程 滾珠絲杠副經預緊后,可消除軸間隙,因而無反向死區,同時也提高了傳動剛度和傳動精度。 (4)磨損小 精度保持性好,使用壽命長。 (5)具有運動的可逆性 由於摩擦因數小,不自鎖,因而不僅可以將旋轉運動轉換成直線運動,也可將直線運動轉換成旋轉運動,即絲杠和螺母均可作主動件或從動件。 滾珠絲杠副的缺點是: (1)結構複雜,絲杠和螺母等元件的加工精度和表面質量要求高,故製造成本高。 (2)不能自鎖,特別是在用作垂直安裝的滾珠絲杠傳動,會因部件的自重而自動下降,當向下驅動部件時,由於部件的自重和慣性,當傳動切斷時,不能立即停止運動,必須增加制動裝置。
像滾珠絲杠一樣,海浮樂靜壓絲杆將伺服電機的旋轉運動轉換為線性運動。絲杠的螺母浮在靜液壓油膜上,因此 無磨損。使用由PM調節器控制的油流,無論速度和負載如何,油膜厚度實際上都可以保持恆定。無間隙靜液壓螺母非常堅硬,儘管如此,其摩擦力也非常低。在低速下,例如在定位過程中,摩擦力實際上為零。因此,位置精度,最小的移動路徑和最慢的速度僅取決于測量系統和控制器。與動載荷相比,靜液壓滾珠絲杠具有出色的阻尼作用,可作為減震器。它 安靜地工作,不會發生由滾珠絲杠引起的眾所週知的振動。 靜液壓導螺杆可與尺寸為40至160 mm的旋轉主軸或旋轉螺母一起使用,承受10至300 kN的軸向力,速度 為120 m / min,在不同的斜度下最長可達4米,並帶有主軸端根據客戶信息進行製造。靜液壓導螺杆輔以靜液壓固定和浮動軸承及導軌 2。身體基本原理 電能可以以相對較低的力和較高的速度非常有效地轉換為機械能。因此,供料器驅動通常使用帶導螺杆的快速運行的電動機,以產生較低的滑動速度和較高的進給力。因此,電動機的動力通過很大的槓桿傳遞到滑塊。由於傳遞元件的質量很高,因此可以用很小的力來精確地調節滑塊。線性電動機放棄了這一原理。為了直接產生大的力,必須產生極強的磁場,這只能通過電流和/或高電感線圈來實現。由於電流流過的線圈代表一個電子質量,因此即使負載僅需保持在適當的位置,也必須交替加速大的電氣質量以動態改變負載。另外,如果使用高壓來改變磁通量,則電動機力的變化受到時間的限制。 導螺杆和伺服電動機僅在很小的程度上存在此問題,因為要控制的電流比線性電動機要小得多。 3.靜態和動態載荷的剛度 線性電動機的剛度完全由驅動器的位置控制與必要的線性標尺組合而成。沒有定位控制電路,直線電機的剛度為零! 與靜態負載相比,直線電機的剛度極高。但是,這也適用於帶有使用線性刻度尺控制的靜液壓絲杠的驅動器。 線性電動機的“動態”剛度由於重定位測量的時間延遲,控制器的反應時間以及磁場的積累而較低。根據一家線性電動機製造商的信息,動態剛度在39 N /μm(對於100 kg的滑塊重量)和120 N /μm(對於600 kg的滑塊重量)之間,沒有提及頻率。由於在運動方向上缺少阻尼,因此存在振動振盪滑動負載的共振振盪的危險。 相比之下,帶有靜液壓導螺杆的驅動器的剛度僅為50 mm,主軸長度為400 mm,則其剛度為350至400 N /μm,如果將主軸兩側都夾緊,則其剛性會更高。與主軸的慣性轉矩所產生的高阻尼以及靜液壓導螺杆的進給器軸的總質量一起,與線性電動機相比,這種驅動方式所能獲得的振動路徑或動態位置偏差要小几倍。由於出色的阻尼,靜液壓導螺杆的路徑振盪也很快消失。一世 4. 加速度 靜液壓絲杠和直線電機沒有組件的條件加速度限制。 加速度受慣性力和進料壓力限制。靜液壓絲杠的使用壽命不會因加速而縮短。 伺服電機還必須加速自身的慣性轉矩和絲杠的慣性轉矩。儘管如此,現代伺服電動機仍可以在16至34 m / s2的速度下以500或1000 mm的移動長度來加速500或1000 kg的沉重載玻片。對於優化的短行程滑軌,也可能會有更高的加速度值。一世 5.進料壓力 連續進料壓力約為 直線電機8 kN不足以用於機床製造中的大部分應用。使用尺寸為50 mm的靜液壓絲杠, 可施加20 kN的壓力, 尺寸為125時可施加300 kN的壓力! 關於可能的進料壓力,靜液壓絲杠遠遠優于直線電機!即使在非常緩慢,極快或擺動的情況下,高負載也不會以任何方式對靜液壓導螺杆的功能和使用壽命產生不利影響。
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