電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用
電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用
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電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)是由電動(dòng)機(jī)、減速器、缸體、傳動(dòng)軸、控制箱等組成的。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速器，減速器驅(qū)動(dòng)缸體，缸體內(nèi)部裝有傳動(dòng)軸，傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)工作裝置?？刂葡溆糜诳刂齐妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率，并控制缸體的工作過(guò)程。接下來(lái)講的是電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用
電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成,電動(dòng)缸傳動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用
電動(dòng)缸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
1.運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)
電動(dòng)缸主要采用螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)。螺桿傳動(dòng)主要包括螺母螺桿傳動(dòng)、滾珠螺桿傳動(dòng)和行星滾柱螺桿傳動(dòng)。由于傳動(dòng)摩擦阻力大、傳動(dòng)效率低的缺點(diǎn)，普通的螺母-螺桿機(jī)構(gòu)已逐漸被淘汰。目前，滾珠絲杠傳動(dòng)和行星滾柱絲杠傳動(dòng)較為常用。
滾珠絲杠是目前電動(dòng)缸最常用的傳動(dòng)部件之一。其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換為軸向重復(fù)力。同時(shí)，它具有高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于許多滾珠在滾珠絲杠副的絲杠軸和絲杠螺母之間滾動(dòng)，因此使用滾珠絲螺桿的電動(dòng)缸可以獲得更高的運(yùn)動(dòng)效率。
行星滾柱絲杠也是一種將旋轉(zhuǎn)扭矩轉(zhuǎn)換為線性推力的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。其基本原理類似于螺母螺釘機(jī)構(gòu)和滾珠絲杠。然而，行星滾子絲杠可以承載重載，并在惡劣的工作環(huán)境中連續(xù)工作數(shù)千小時(shí)。行星滾柱絲杠機(jī)構(gòu)的這一特點(diǎn)使其成為要求高要求和長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的應(yīng)用的理想選擇。行星滾子絲杠的獨(dú)特之處在于其載荷傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：許多螺紋滾子以行星形狀分布在主絲杠周?chē)?，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為主絲杠或螺母的線性運(yùn)動(dòng)。
帶行星滾子絲杠的伺服電動(dòng)缸可以以兩種形式驅(qū)動(dòng)：一種是通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn)，另一種是將部件之間的行星螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠的線性運(yùn)動(dòng)；另一種是通過(guò)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，并將部件之間的行星螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為螺母的線性運(yùn)動(dòng)。滾珠螺桿和行星滾柱螺桿的區(qū)別在于，在滾珠螺桿機(jī)構(gòu)中，力的傳遞是通過(guò)滾柱之間的點(diǎn)接觸實(shí)現(xiàn)的。與相同體積的滾珠絲杠機(jī)構(gòu)相比，行星滾柱絲杠機(jī)構(gòu)的傳力接觸面積大大增加，因此具有更大的承載能力和更高的機(jī)械剛度。在滿足相同載荷要求的情況下，滾子絲杠電動(dòng)缸可以體積更小。由于較高的負(fù)載能力，滾柱絲杠也具有較長(zhǎng)的沖程壽命。一般來(lái)說(shuō)，滾珠絲杠機(jī)構(gòu)的主絲杠轉(zhuǎn)速為2000r/min或更低，因?yàn)闈L珠在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)相互碰撞。然而，滾子螺桿機(jī)構(gòu)中的多個(gè)滾子行星分布在螺桿內(nèi)，不會(huì)相互碰撞，因此滾子螺桿的轉(zhuǎn)速可以達(dá)到5000 r/min或更高，可以輸出更高的線速度。
2.減速機(jī)構(gòu)
電動(dòng)缸的減速器可以是同步帶、行星齒輪減速器、諧波齒輪減速器等。同步帶傳動(dòng)由內(nèi)圓周面上具有等距齒的環(huán)形帶和相應(yīng)的配套輪組成。它結(jié)合了皮帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。同步皮帶傳動(dòng)主要用于折返電動(dòng)缸。同步帶傳動(dòng)具有傳動(dòng)準(zhǔn)確、傳動(dòng)比恒定、傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)。一些電動(dòng)缸在選用減速器時(shí)采用行星齒輪減速器。行星齒輪變速器是一種齒輪變速器，它使一個(gè)或多個(gè)行星齒輪的軸圍繞中心輪的固定軸旋轉(zhuǎn)。行星齒輪傳動(dòng)具有體積小、重量輕、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)。諧波齒輪減速器也是電動(dòng)缸常用減速器之一。所謂諧波傳動(dòng)是指通過(guò)中間柔性部件的彈性變形實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳輸?shù)难b置的總稱。諧波齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、承載能力大、傳動(dòng)比范圍大、運(yùn)動(dòng)精度高、齒面磨損小且均勻等優(yōu)點(diǎn)。
伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)組成和原理
當(dāng)位移指令發(fā)送到伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)時(shí)，伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)移動(dòng)，使執(zhí)行元件的推桿耳軸快速到達(dá)指令位置。目前，伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)可分為兩類：半閉環(huán)控制系統(tǒng)和全閉環(huán)控制系統(tǒng)。主要區(qū)別在于機(jī)械連桿中是否有位移傳感器。對(duì)于全閉環(huán)控制系統(tǒng)，位移傳感器檢測(cè)推桿耳軸的實(shí)際位置，檢測(cè)信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換并反饋到輸入端，以便與輸入命令進(jìn)行比較。經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換后，差值被放大，伺服電動(dòng)缸被驅(qū)動(dòng)向消除偏差的方向移動(dòng)。
如果輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之間始終存在差異，則在伺服電動(dòng)缸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用下，伺服電機(jī)通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)推桿耳軸，使其不斷向減小偏差的方向移動(dòng)。只有當(dāng)輸入信號(hào)和反饋信號(hào)之間的差值為0時(shí)，推桿耳軸才會(huì)保持靜止，即推桿耳軸承的實(shí)際位移等于給定的位移，電氣控制系統(tǒng)停止工作。對(duì)于半閉環(huán)伺服電動(dòng)缸控制系統(tǒng)，推桿耳軸端部沒(méi)有位移傳感器。推桿耳軸的位置能否準(zhǔn)確達(dá)到指令位置完全取決于機(jī)械連桿的加工精度和機(jī)械系統(tǒng)的整體剛度。
電動(dòng)缸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是什么
電動(dòng)缸采用螺桿驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)控制運(yùn)動(dòng)模式。螺桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由螺母螺桿傳動(dòng)、滾珠螺桿傳動(dòng)和行星滾柱螺桿傳動(dòng)組成。由于螺母螺桿傳動(dòng)具有較大的摩擦阻力和較低的傳動(dòng)功率，因此逐漸被取代?，F(xiàn)在常用滾珠絲杠傳動(dòng)和行星滾柱絲杠傳動(dòng)。
滾珠絲杠是電動(dòng)缸常用的傳動(dòng)元件，它可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換為軸向重復(fù)力。同時(shí)，它應(yīng)該具有高精度可逆性和高功率的特點(diǎn)。許多滾珠絲杠副在絲杠軸和絲杠螺母之間有滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)，滾珠絲螺桿的電動(dòng)缸可以有較高的運(yùn)動(dòng)功率。
行星滾子絲杠的基本原理與上述類似，但它在惡劣環(huán)境中具有較大的承載能力，可以連續(xù)工作數(shù)千萬(wàn)小時(shí)。行星滾柱絲杠可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。行星滾子絲杠的獨(dú)特之處在于其載荷傳遞機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)：多個(gè)螺紋滾子以行星形狀分散在主絲杠周?chē)?，將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為主絲杠的線性運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠和行星滾柱絲杠的區(qū)別在于，前者在相同的載荷要求下體積更小，承載能力更高，沖程壽命更長(zhǎng)。后者傳力接觸面積大，不僅承載力大，機(jī)械化程度高。
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