Линейные шаговые привода с постоянными магнитами выпускаются с диаметрами от 15 мм до 46 мм. Эти привода также как и гибридные могут выпускаться в трёх исполнениях: закрытом, открытом и с внешней гайкой. Для каждого из габаритов может выпускаться несколько серий приводов, отличающихся по производительности и цене. Наиболее высокую производительность имеют серии приводов, недавно выпущенных в рамках семейства G4: серии G4 19000, G4 25000 и G4 37000.
Привода с гибридными шаговыми двигателями выпускаются с размерами от 21 мм до 87 мм. Для каждого габарита может выпускаться до трёх различных вариантов, отличающихся собственно шаговым двигателем: стандартное исполнение (шаг 1,8°), усиленное исполнение Double Stack с увеличенной длиной и увеличенным усилием (шаг 1,8°), и исполнение с уменьшенным шагом 0,9° (High Resolution), обеспечивающее повышенную точность перемещения.
В рамках каталога Haydon Kerk предлагает приводы как на основе гибридных шаговых двигателей в корпусах NEMA, так и на базе шаговых двигателей в круглых корпусах с постоянными магнитами (Can Stack). Оба типа приводов могут быть выполнены в трёх исполнениях, различающихся способами сочленения винта и гайки с шаговым двигателем. В закрытом исполнении (Captive) гайка установлена внутрь ротора шагового двигателя. Ходовой винт в этом исполнении соединён с профилированным штоком, выходящим из корпуса через прорезь соответствующей формы. Такое решение обеспечивает линейное перемещение на выходе привода без необходимости применения дополнительных конструктивных элементов, но имеет ограниченный рабочий ход: не более 63 мм. В открытом исполнении привода (Non-Captive) отсутствует профилированный шток, имеется только ходовой винт. Это позволяет устанавливать более длинные винты, получая более длинный рабочий ход, но при этом требует установки дополнительного противовращательного устройства для получения линейного перемещения. Исполнение с внешней гайкой (External Linear) имеет ходовой винт жёстко соединённый с ротором шагового двигателя, гайка устанавливается отдельно. Два последних исполнения позволяют устанавливать достаточно длинные ходовые винты – до 500 мм.
В некоторых применениях требуется недорогое решение для линейного перемещения, а размеры привода менее критичны. В таких случаях можно обратиться к линейным шаговым приводам, производимым компанией Haydon Kerk Motion Solutions (США). Конструкция приводов, выпускаемых компанией, включает в себя шаговый двигатель и передачу винт-гайка.
Сервоприводы с использованием передач Spindle Drive хорошо подходят для применения в тех случаях, когда требуется компактное высокопроизводительное решение для линейного перемещения.
Некоторые идеи, реализованные в передачах Spindle Drive, могут быть использованы и для обычных планетарных редукторов maxon motor. Например заказным исполнением могут быть передачи Spindle Drive без винта, с обычным валом, давая в результате планетарный редуктор с существенно увеличенной допустимой радиальной и осевой нагрузкой, по сравнению с планетарными редукторами стандартного исполнения такого же габарита.
Для более гибкого применения передач Spindle Drive доступен ряд опций, в частности возможность заказа передачи с гайкой другой формы или конец вала со стандартной обработкой. Для ШВП можно заказать вариант с уменьшенным люфтом. Помимо опций, указанных в каталоге, передачи Spindle Drive доступны в заказных исполнениях, например с другим диаметром винта и шагом резьбы.
Каждое из исполнений передачи может иметь планетарный редуктор с передаточным отношением от 3,7:1 до 850:1 (для GP22S) или до 1093:1 (для GP32S). Также в каталоге присутствуют и исполнения передач без планетарного редуктора. Стандартная длина винта составляет 150 мм (для GP22S) и 200 мм (для GP32S). Максимальная длина винта ограничена 300 мм (для GP22S) и 600 мм (для GP32S).
Шарико-винтовые передачи, применяемые в Spindle Drive, имеют высокий КПД (до 94-96%) и обеспечивают наибольшие линейные усилия из трёх предлагаемых компанией maxon motor вариантов линейных передач. Благодаря этому Spindle Drive с ШВП могут быть использованы для получения высокопроизводительных решений. Существенная особенность данного варианта передач – отсутствие самоторможения, что влечёт необходимость установки тормозной муфты, если требуется удерживать положение привода при остановленном двигателе. Передачи с метрическим винтом обладают существенно меньшим КПД, но в них присутствует самоторможение. Конечно, они имеют допустимое усилие на 40-50% меньше, чем у ШВП, но стоимость передачи с метрическим винтом меньше, чем остальных вариантов передач. Передачи с винтами с трапецеидальной резьбой имеют допустимое усилие, промежуточное между ШВП и метрическими винтами, аналогично обстоит дело и с ценой.
Таблица 1. Основные параметры передач Spindle Drive
В настоящее время в каталоге maxon motor представлены передачи Spindle Drive двух диаметров – 22 мм (серия GP22S) и 32 мм (серия GP32S). Для передач диаметром 22 мм стандартно (по каталогу) доступны исполнения с ШВП и с передачей винт-гайка с метрическим винтом. Для серии GP32S (диаметр 32 мм) помимо ШВП, доступны также передачи винт-гайка с метрическим и трапецеидальным винтом.
Винты передач Spindle Drive выполнены из нержавеющей стали (1.4034). Материал гаек для передач винт-гайка – бронза (CuSn12), гаек для ШВП – сталь 1.3505 (100Cr6).
Передачи Spindle Drive являются органичной частью модульной системы maxon, и могут быть установлены на коллекторные или бесколлекторные двигатели maxon соответствующих габаритов, с установленными на вал двигателя датчиком положения или тормозной муфтой или без них. Данное решение имеет соосную компоновку и отличается компактными размерами. Наряду с широким выбором коллекторных и бесколлекторных двигателей, передачи Spindle Drive можно заказывать вместе с интегрированным приводом maxon MCD. Этот интегрированный привод объединяет в себе бесколлекторный двигатель 60 Вт, энкодер и контроллер положения с интерфейсом CanOpen. Сборка Spindle Drive с MCD позволяет получить полностью интегрированное решение для линейного перемещения.
С точки зрения конструкции передачи серии Spindle Drive состоят из планетарного редуктора и собственно линейной передачи, интегрированной с выходом планетарного редуктора. В качестве линейной передачи может устанавливаться ШВП или передача винт-гайка со стандартной метрической или трапецеидальной резьбой. В качестве редуктора используется планетарный редуктор maxon motor с усиленными радиальными и осевыми подшипниками.
Рисунок 1. Примеры сборок maxon motor с передачамиSpindle Drive
Компактные и надёжные приводные решения, предлагаемые компанией maxon motor (Швейцария), доступны не только для механизмов, требующих вращательного движения, но и для систем с линейным перемещением. Серия передач Spindle Drive от maxon motor даёт возможность применить готовое решение и для реализации линейного перемещения.
При разработке изделия, содержащего электропривод, часто бывает необходимо обеспечить выходному звену привода не вращательное движение, а поступательное. Один из способов получить требуемый результат – использовать передачу винт-гайка или шарико-винтовую передачу (ШВП) совместно с двигателем традиционной конструкции. Решения различных производителей, реализующие такой подход к построению привода, будут рассмотрены в статье.
Решения для линейного перемещения для приводов малой мощности
→ → → → → Решения для линейного перемещения для приводов малой мощности
Решения для линейного перемещения для приводов малой мощности
Комментариев нет:
Отправить комментарий