Lineaarinen liike on välttämätön liikkuvat koneet; se kuljettaa työkaluja ja tuotteita tehokkaasti ja controllably. Mekanismit, jotka tuottavat lineaarisen liikkeen ovat yleensä paremmuusjärjestykseen niiden aksiaalinen nopeus ja kiihtyvyys, aksiaalinen voimat vs. rakenne-tilavuus, elämä, jäykkyys, ja paikannustarkkuus.
kaksi yleistä lineaarista järjestelmää ovat lineaarimoottorit ja kuulaluukkimoottorit. Rack-and-pinion-asemat jäävät usein huomiotta menneen sukupolven teknologiana, jonka paikannustarkkuus on rajallinen., Tämä oletus on kuitenkin virheellinen.
Tarkkuus-asennus maahan pinnat tiukat toleranssit, kulutusta kestävä pintakäsittely, yksilöllisesti deburred vaihde hampaat, ja kompakti, matala-massa-mallit ovat tehostaa suorituskykyä. Itse asiassa, hammastanko-asemat verrata myönteisesti lineaarinen moottorit sekä telalla tai maa-lanka kuularuuveja.
|
Lataa tämän artikkelin .,PDF-muodossa tämä tiedostotyyppi sisältää korkearesoluutioisen grafiikan ja kaaviot tarvittaessa. |
Uuden sukupolven hammastanko-järjestelmät tarjoavat korkea dynaaminen suorituskyky ja rajoittamaton matkustaa etäisyys. Jotkut sisältävät premium servogears ja toimilaitteet backlash alle 1 arc-min., tehokkuus 98,5%: iin ja paljon kompaktimpia kokoja kuin tavalliset servomotoriset vaihteistoyhdistelmät. Jotkin esiasennetut hammaspyöräpainiyksiköt voivat toimia jopa 10 µm: n tarkkuudella turvallisuuden ja tasaisen liikkeen vuoksi.,
Tyypillinen hammastanko-sovelluksia ovat gantry -, liikenne-ja pakkauskoneet, joka kuljettaa muutaman kilon jopa useita tonneja. Seuraavan sukupolven hammastanko-sarjaa käytetään myös puunjalostus -, high-speed-metallin leikkaus, ja kokoonpano koneita.
Geometria ja pinta-tiedot
hammastanko-suorituskyky on parantunut yleinen teknologian kehitys. Esimerkiksi huippuluokan työstö ja hionta ovat huomattavasti kehittyneet teline ja pinion tarkkuus.,
tarkemmin, jotkut premium teline palaset ovat laser etsattu kumulatiivinen piki virhe ±12 µm yli 500 mm pituus, joka mahdollistaa käden valikoima kohde tarkkuus. Tämä on hyödyllinen vastaavia teline kappaletta rinnakkain, dual-drive lastauslaiturin sovelluksia. Itse asiassa, että tarkkuus mahdollistaa useita erilaisia koneita toimimaan ilman ulkoista palautetta laitteet; sen sijaan muut lineaariset järjestelmät vaativat kalliita ulkoinen palaute laitteiden kytkentä-ja paikannus.,
kierteiset teline, jossa on optimoitu helix kulma on edullinen hiljaisempi käynnissä suuremmilla nopeuksilla ja suurempi kantavuus, koska suurempi hammas yhteyttä suhde. Kierukkahampaiden välinen yksipiikkivirhe voi olla jopa 3 µm. A hammastanko profiilin vaihto tai lisäys muutos estää alittivat; se myös tasapainottaa taivutus korostaa, suurempi kantavuus. Kierteinen gearing engages sujuvasti ja hiljaa — mikä auttaa parantamaan pinnan viimeistely, esimerkiksi työstettäessä tiukka-toleranssi osat.
voitelu on avain
Telinevoimistelusarjat kestävät pisimpään oikein voideltuna., Asianmukaisesti voidellut sarjat pystyvät myös parhaiten saavuttamaan suurimman nimellisnopeuden. Monille teline-ja pinionijärjestelmille yleisin menetelmä on automaattinen voitelusarja tai rasvauslaite. Näitä laitteita on erikokoisia tai-tilavuuksia, ja niitä ohjataan sähköisesti.
Eri asetukset voidaan valita hallita määrä rasvaa, joka virtaa ajan — riippuvainen liike sykli hammastanko. Ladattu kanisteri ylläpitää painetta, kun sitä ei käytetä; kaksijohtokytkimen sulkeminen aktivoi virtauksen.,
rasva kulkee letku osaksi ontto rasvaus hammastanko, tuntui vaihde radial reikiä, joissa rasva levitetään joko telineeseen tai hammastanko reikien läpi. Täällä, suunnittelu määrittää sarja josta puolet on aktiivisesti rasvattu: esimerkiksi voitelu-teline nopea sovellus voi estää rasva on lentänyt pois.
joka tapauksessa, oikea määrä rasvaa tarvitaan sovellus voidaan käyttää automaattisesti ja tarkasti, vähän huoltoa.
Rack-and-pinion integration
asennusvaihtoehtoja on runsaasti rack-and-pinion-sarjoille., Jotkut telineet käyttävät erityisiä kiinnityspintoja tarkkuuden varmistamiseksi, kun taas toiset tarjoavat sopivan suorituskyvyn myös perusasennuksella. Suunnittelu on luontaista joustavuutta voidaan hyödyntää paremmin hallita: toisin Kuin suora-ajo lineaarinen moottorit, hammastanko-sarjaa salli muutoksia koko hammastanko, välityssuhteet, ja vaimennus — vakauttaa closed-loop control.
on sudenkuoppia: nuppineulan ja telinehampaiden laittaminen liian kauas toisistaan aiheuttaa takaiskun, joka heikentää tarkkuutta., Vaarantunut tai väärin sijoitettu asennus voi myös vahingoittaa Vaihdelaatikon laakereita-aiheuttaen suuremman moottorivirran vetoja, melua ja jopa epäonnistumisen. Parhaan suorituskyvyn saavuttamiseksi pinion on asianmukaisesti etäännyttävä telineestä, asennettava tasaiselle alustalle ja kohtisuorassa vaihdelaatikkoon nähden noin 25 µm: n tarkkuudella monissa sovelluksissa.
Ennakot hammastanko-velkaantumisaste ja lasku servotechnology hinnat merkitsevät sitä, että yleensä, säätömoottorilla ovat yhdistetty hammastanko-järjestelmissä. Stepper-moottorit ovat varteenotettava vaihtoehto, mutta servomoottorit ovat tarkkuutensa puolesta suositeltavia.,
Esilataus
Joskus, hammastanko-sarjaa on ladattu valmiiksi poistaa takaisku ja lisäävät jäykkyyttä. Tässä kaksi pinionia juoksee samalla telineellä. Mestari pinion drives mekanismi kuten tavallista setup; samaan aikaan, orja hammastanko voi tuottaa vääntömomentin soveltaa vastavoima hampaat, että se lukittuu. Näin inertia ja resistanssi estävät vastareaktion jopa kuormitusmuutosten aikana; järjestelmän jäykkyys myös kasvaa ja lisää ohjausdynamiikkaa.
Jos osat on valittu oikein, on olemassa merkittäviä haittoja lataamalla a hammastanko-järjestelmä., Toisaalta mekaaninen esilataus voi itse asiassa vähentää koneen kokonaisjäykkyyttä. Esimerkiksi kevät-ladattu split hammastanko olisi pienempi järjestelmän jäykkyys:
Huomaa, että toisin kuin kehittyneempiä sähköisen lataamalla, nämä perinteiset lataamalla hammasrattaat ei toimi yhdessä; yksi aina vastustaa muu, mikä hieman vähentää tehokkuutta.
Vuonna kehittyneempiä hammastanko-sarjaa, esijännitys elektroninen pidetään maksimissaan, kun järjestelmä on edelleen., Isäntä ja orja piions-molemmat aktiivisesti powered-työntää telineeseen hampaat vastakkaisiin suuntiin. Sitten kun kone kiihdyttää, master hammastanko ajaa konetta eteenpäin, kun taas orja hammastanko hellittää vastavoima esijännityksen. Kun järjestelmä hidastuu tasaisesti nopeus, orja hammastanko tulee ottaa yhteyttä hammas sivusta vastaa yksi mukana master hammastanko; sitten kaksi hammaspyörät ajaa samaan suuntaan, mutta silti estää takaiskun.,
lopulta, kun järjestelmä hidastuu, Orja pinion palaa käyttämään voimaa vastustajan hampaan kylkeen, auttaakseen hidastamaan kuormitusta.
hammastanko-vs. kuularuuveja
Kuularuuveja ei voi nopeuttaa kuin hammastanko-sarjaa, eivätkä he voi säilyttää samalla nopeudella. Niiden jäykkyys on pienempi ja vähemmän vakio.
hammastanko-sarjaa on pienempi massa, hitausmomentti ja korkeampi luonnollinen taajuus ja tehokkuutta yli kuularuuveja. On vähemmän komponentteja säästää aikaa asennuksen aikana., Myös pituus on rajaton: insinööri voi ajaa näitä niin pitkälle kuin tehdastila sallii, ja ainoa lisäkustannus on vain lisäpalojen lisääminen telineeseen.
Kuulaluukut voivat aiheuttaa merkittäviä kumulatiivisia virheitä koko matkan pituudelta. Esimerkiksi rullatun kierreajon yli neljän metrin matkavauhti voi vaihdella 300-1 700 µm: n välillä. Jopa maadoituskierteen kuulakuulapoikkeama yli neljän metrin välillä on 30-110 µm. Kahdella parillisella teline-ja pinionijärjestelmällä kumulatiivinen virhe saman matkapituuden osalta on vain 12-40 µm., Tämä tekee rack-ja-pinion asetetaan sopii jopa lastauslaiturin asemia.
sovellukset, joilla on pitkä matka pituudet, kuularuuveja on korkea massa hetkiä inertia, että raja kriittinen nopeus ja aksiaalinen kuormituskyky; jopa valmiiksi kuularuuvilla tehokkuutta vain saavuttaa 90% tai niin. Tällaiset long-stroke sovellukset hyötyvät kytkin teline-ja-pinion asetetaan-hyötysuhde on 97%.
Viereiset osat, kuten laakerit vaikuttaa kuularuuvilla jäykkyys, poraukset, tai mutteri kotelot, joten se on vaikea varmistaa vakaa järjestelmän käyttäytymistä dynamiikkaa., Karan jäykkyyden poikkeama pähkinän asennosta karan pituuden suhteen aiheuttaa tämän ongelman.
sen sijaan, hammastanko-asemat tarjoavat vakio jäykkyys koko matka pituus plus hyvä järjestelmän käyttäytymistä — erinomainen ohjaus järjestelmän käyttäytymistä. Lopuksi, toisin kuin hammastanko-järjestelmät, kuularuuveja sallia vain yksi liikenteenharjoittaja per lineaarinen akselin ja eivät sovellu lyhyen aivohalvaus sovelluksia. Miksi? Rasvattavan kysynnän mukaan vain osa palloista kiertää pähkinän läpi.,
hammastanko-vs. lineaarinen moottori
Verrattuna lineaarinen moottorit, hammastanko-järjestelmät voivat tarjota samanlainen suorituskyky, mutta klo paljon vähemmän kustannukset. Ne ovat pienempiä, mikä mahdollistaa kompaktimpi, vähemmän monimutkainen koneen suunnittelu. Magneettisten voimien puuttuminen vähentää huomattavasti tukirakenteiden tarvetta absorboida suuria normaaleja voimia, joten vakioohjauskiskoja voidaan käyttää. Lineaarimoottoreiden kokonaistehokkuus on 90% — joskin joskus huomattavasti pienempi. Tämän synnynnäisen tehottomuuden vuoksi lineaarimoottorit vaativat usein vesijäähdytystä.,
vertailussa teline ja pionit eivät tarvitse suojaa; ohjausjärjestelmä voi altistua metallihiukkasille, ja turvallisuusrajoitukset ovat minimaaliset. Parempi hammastanko-sarjat eivät vaadi kalliita lineaariset asteikot ja ulkoinen jarrut, joko; standard motor palautetta laitteiden ja jarrut ovat tarpeeksi.
monissa tapauksissa, lineaarinen moottorit vaativat täydellinen kone uudelleensuunnittelu — osittain siksi, että valtava normaali voimat vetovoima välillä ensisijainen ja toissijainen olla kauaskantoisia seurauksia., Helpompi vaihtoehto, ready-to-mount hammastanko-järjestelmät helpottavat sokea kokoonpano ylimääräisiä kustannussäästöjä ja leikkaa kokoonpano aikaa noin 10 minuuttia per metri matka pituus.
lisätietoja, soita (888) 534-1222 tai käydä wittenstein-us.com. Wittenstein tarjoaa myös ilmainen koulutus webinars. Verkkosivuilla, klikkaa Tekninen tuki ja sitten Webinars rekisteröityä.
Sivupalkissa Quick historian oppitunti
Mekaaninen lineaarinen motion-laitteet — upon joka hammastanko-sarjaa perustuvat — vuodelta keksintö pyörän muinaisessa Mesopotamiassa., Noin 1100 eaa assyrialaiset alkoivat käyttää rolling log-alustoja muuttoesineiden käytännöllisyyden parantamiseksi. Kun Keskiajalla, aikana Tieteellinen Vallankumous 1600-luvulla, sääntöjä ja käytäntöjä antiikin maailman — kuin Assyrian ja sen lineaarinen motion systems — olivat studied ja joskus hyväksytty. Tämä vaihe johti tapa Teollinen Vallankumous 1700-ja 1800-luvulla, jonka aikana ensimmäinen, alkeellisinta hammastanko-laitteet tulivat etualalle.
yksi merkittävä rack-ja pinion-innovaatioita vauhdittanut sovellus oli rautatieliikenne., Tarkemmin sanottuna 1800-luvulla cogged-rautatiet otettiin käyttöön Yhdysvalloissa ja Euroopan jyrkemmissä maisemissa. Nämä rautatiet käyttävät autoja, joissa on moottoroidut pionit, jotka käyttävät rautatien raiteiden väliin asennettua hammastankoa. Se on voimansiirtomekanismi, joka on erityisen hyödyllinen kiipeilysovelluksissa. Maailman ensimmäinen cog — rautatie, joka on edelleen toiminnassa, on Mount Washington Railway, New Hampshire, joka liikennöi ensimmäisen kerran vuonna 1868. Toinen cog-rautatie, Sveitsin Vitznau-Rigi-Bahn avattiin muutamaa vuotta myöhemmin.,
Tänään, moderni materiaalit, hoitoja, ja optimoitu valmistus tehdä viimeistään hammastanko-sarjaa suorittaa aivan yhtä hyvin, ja usein parempi kuin sähkömekaaniset ja muut lineaarinen osia lukemattomia vaativiin teollisuuden sovelluksiin.