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行星滚柱丝杠及伺服电动缸简介

RV系列RVR系列

GSX系列 内含伺服电机,与各式伺服控制器匹配

超长寿命,最紧凑伺服电动缸

GSX系列集成了EXLAR行星滚柱丝杠技术和T-LAM定子分段迭片技术,创立直线运动的革命。EXLAR独特设计将行星滚柱丝杠与电机转子有机结合,将行星滚柱均布安装在主丝杠周围,并精确机装入空心转子中,保证与转子绝对同步

Exlar 伺服电动缸 GSX 系列

◆每定子分段都包含独立相线圈,独立分段定子的外部线圈间的狭槽可以有效提高电机性能。

◆T-L A M技术电机按照U L标准,电机系统达到H级绝缘等级◆

T-LAM技术通过UL认证CE认证

特殊产品

不锈钢FT系列伺服电动缸,食品安全级伺服电动缸

高兼容性

Exlar产品减轻了最终用户的负担,将FT系列伺服电动缸设计成能与能与任意标准伺服电机相互组合。安照客户的需求,配置

电机安装方式,推杆安装方式,齿轮减速比等。

FT系列伺服行星滚柱丝杠电动缸

伺服电动缸原理

伺服电缸原理:伺服电缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品,将伺服电机的旋转运动转换成直线运动,同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制,精确转数控制,精确扭矩控制转变成-精确速度控制,精确位置控制,精确推力控制;实现高精度直线运动系列的全新革命性产品。 应用 1、娱乐行业:机械人手臂及关节,动感座椅等 2、军工行业:模拟飞行器,模拟仿真等 3、汽车行业:压装机,测试仪器等 4、工业行业:食品机械,陶瓷机械,焊接机械,升降平台等 伺服电缸特点:闭环伺服控制,控制精度达到0.01mm;精密控制推力,增加压力传感器,控制精度可达1%;很容易与PLC等控制系统连接,实现高精密运动控制。噪音低,节能,干净,高刚性,抗冲击力,超长寿命,操作维护简单。伺服电缸可以在恶劣环境下无故障,防护等级可以达到IP66。长期工作,并且实现高强度,高速度,高精度定位,运动平稳,低噪音。所以可以广泛的应用在造纸行业,化工行业,汽车行业,电子行业,机械自动化行业,焊接行业等。 低成本维护:伺服电缸在复杂的环境下工作只需要定期的注脂润滑,并无易损件需要维护更换,将比液压系统和气压系统减少了大量的售后服务成本。

液压缸和气缸的最佳替代品:伺服电缸可以完全替代液压缸和气缸,并且实现环境更环保,更节能,更干净的优点,很容易与PLC等控制系统连接,实现高精密运动控制。 配置灵活性:可以提供非常灵活的安装配置,全系列的安装组件:安装前法兰,后法兰,侧面法兰,尾部铰接,耳轴安装,导向模块等;可以与伺服电机直线安装,或者平行安装;可以增加各式附件:限位开关,行星减速机,预紧螺母等;驱动可以选择交流制动电机,直流电机,步进电机,伺服电机。 早在 70 年前,Thomson 就发明了线性降摩擦技术,从此就一直处在行业顶端,引领着行业的发展。 Thomson 品牌被公认为全球机械运动技术的业界领袖。 Thomson 被Altra 公司收购后,产品范围迅速增长。公司生产的直线运动和机械运动控制系列产品还包括 BSA、Neff、Tollo、Micron、Deltran 和 Cleveland—-它们都属于 Thomson 。 欢迎在设计阶段咨询我们,如此Thomson 便能为您打造出性能、使用寿命和成本结合最佳的应用。另外,如需更换零部件,请致电我们公司或者遍布全球的2000+ 家分销商,我们将尽快为您送货上门。

滚珠丝杠的设计与计算

一、滚珠丝杠的特长 1、1驱动扭矩仅为滑动丝杠的1/3 滚珠丝杠是滚珠丝杠与螺母间的螺纹沟槽做滚动运动,因此可获得高效率,与过去的滑动丝杠相比,驱动扭矩仅为1/3以下(图1与2)。从而,不仅可将旋转运动变为直线运动,而且可以容易地将直线运动变成旋转运动。 图1:正效率(旋转→直线)图2:反效率(直线→旋转) 1、1、1导程角的计算法 ……………………………………( 1 ) β:导程角(度) d p:滚珠中心直径(mm) ρh:进给丝杠的导程(mm)

1、12推力与扭矩的关系 当施加推力或扭矩时,所产生的扭矩或推力可用(2)~(4)式计算。(1)获得所需推力的驱动扭矩 T:驱动扭矩 Fa:导向面的摩擦阻力 Fa=μ×mg μ:导向面的摩擦系数 g:重力加速度( 9.8m/s2) m:运送物的质量( kg ) ρh:进给丝杠的导程( mm ) η:进给丝杠的正效率(图1) (2)施加扭矩时产生的推力 Fa:产生的推力( N ) T:驱动扭矩(N mm ) ρh:进给丝杠的导程( mm ) η:进给丝杠的正效率(图1)

(3)施加推力时产生的扭矩 T:驱动扭矩(N mm ) Fa:产生的推力( N ) ρh:进给丝杠的导程( mm ) η:进给丝杠的正效率(图2) 1、1、3驱动扭矩的计算例 用有效直径是:32mm,导程:10mm(导程角:5O41’的丝杠,运送质量为500Kg的物体,其所需的扭矩如下 (1)滚动导向(μ=0.003) 滚珠丝杠及(μ=0.003,效率η=0.96) 导向面的摩擦阻力 Fa=0.003×500×9.8=14.7N 驱动扭矩 (2)滚动导向(μ=0.003) 滚珠丝杠及(μ=0.2,效率η=0.32)

电缸和气缸的区别分析

电缸与气缸的运行能耗分析 气缸驱动系统自20世纪70年代以来就在工业化领域得到了迅速普及. 气缸适用于作往复直线运动,尤其适用于工件直线搬运的场合.20世纪90年代开始,电机和微电子控制技术迅速发展,使电动执行器的应用迅速扩大.在气动执行器和电动执行器的选择上,特别是在工业自动化需求最多的PTP输送场合,一直没有充足的数据来论述两者选择标准. 本文从运行能耗的角度探讨两种执行器的能量消耗问题. 能耗评价方法 气动执行器运行消耗的是压缩空气. 压缩空气输送过程中,经过节流阀、管道弯头等阻性元件后,会有一定的压力损失. 另外由于工厂普遍存在接头、气缸或电磁阀处的空气泄露. 尽管安装时的泄漏量标准低于5%,但很多工厂的泄漏量10%~40% . 泄露也将导致一定的压力损失。气动执行器消耗的是压缩空气,需要将消耗压缩空气转化为压缩机的耗电. 而电动执行器可采用直接测量得到耗电量,因此可将两种执行器在相同工况下的耗电量作为能耗评价依据. 耗能过程 图一气动执行器耗电过程

图二 电动执行器耗电过程 测量气动执行器耗能流程 气动执行器的空气消耗量测量流程: ①打开截止阀,向储气罐中充满0. 75MPa 的压缩空气;②关闭截止阀,读取储气罐的压力,检查是否压力下降,以防空气泄露; ③设定减压阀的压力为0. 5MPa,气动执行器往复动作20次; ④读取储气 罐的最终压力,结束测量.系统中压缩空气消耗是一个固定容腔充放气 的过程,可利用差压法来计算压缩空气的消耗量. 气动执行器的运行能耗计算模型 设空压机组(含冷干机)的实际运行功率为Pc (W) ,空压机组的输出流量为Qc (m3 / s) , 则空压机组的比能量为Qc Pc =α,则气动执行器每次往复作动耗气折算成压缩机的能耗W 和平均消耗功率P 为W=β α-11*V (J), P = W f (W ). 式中,β为空气泄漏率; f 为执行器往复作动频率. V 1为气动执行器的空气消耗量m3 ,其中V RT p p V *0 )21(1ρ-=。V 为气罐和管路的所有容积(m3 ) ; T 为室温( K) ;R 为气体常数,对空气R = 287N ·m / ( kg ·K): ρ0 为标准状况下空气的密度. p1 为气罐的初始压力( Pa ) ; p2 为气罐的最终压力( Pa) . 电动执行器的运行能耗计算方法 测定方法. 利用电力计测量电动执行器和控制器在工作时每秒钟的功率. 测量结果通过A /D 板卡传送到PC 并保存起来,利用积分的方法,将工作时间内的功率曲线进行积分就得到电动执行器工作这段时间所消耗的电量. 气动执行器与电动执行器的运行能耗实验结果 通过实验我们可以清楚的看到两种执行器在相同工况的情况下,每次往返运动的能耗对比图。

滚珠丝杠设计计算

HJG-S系列滚珠丝杠副的主要性能选择 1 、轴向载荷、寿命 (1)、额定动载荷 Ca 一批相同的滚珠丝杠副 , 在轴向载荷 Fa 的作用力以较高的速度运转 10 ° 转 , 其 90% 的滚珠丝杠副不产生疲劳剥伤 , 此时的轴向载荷 Fa 称为该规格的额定动载荷 (Ca), 此值可在 HJG-S 具体尺寸规格表中查得。 (2)、额定静载荷 Cao Cao 系指滚珠丝杠副在静止(或转速较低)状态下,承受最大接触应力的滚珠和滚道接触面的塑性变形量之和为钢球直径的万分之一时的轴向载荷,此值可在 HJG-S 具体尺寸规格表中查得。 (3)、回转寿命 L 式中: L---- 加转命令: Ca---- 额定动载荷( N ): Fa---- 轴向载荷( N ): Fw---- 载荷系数。 无冲击载荷平滑运动时 Fw=1.0-1.2 普通运动时 Fw=1.2-1.5 冲击振动时 Fw=1.-2.5 (4) 、时间寿命 Lh 式中: Lh---- 时间寿命; L---- 回转寿命; n---- 转速(转 / 分) 2 、按预期工作时间确定预期额定动载荷 Cam 式中: Lh---- 预期工作时间(小时)见表 a ; fa---- 精度系数见表 b ; fc---- 可靠性系数一般 fc=1 ; fw---- 负荷系数见表 c 。 ---- 当量转速(转 / 分) Fm---- 表示当量载荷( N ) 表 a 各类机械预期工作时间 Lh (小时)

机械类型 工作时间 普通机床 5000—10000 普通机床 10000—15000 数控机床 20000 精密机床 20000 测试机床 15000 航空机械 1000 表b 精度系数 1.2.3 4.5 7 10 fa 1.0 0.9 0.8 0.8 表c 负荷系数 无冲击、平稳 轻微冲击 伴有冲击、振动 fw 1—1.2 1.2—1.5 1.5—2 3、滚珠丝杠副的预加负荷 (1)、滚珠丝杠、螺母间的预加负荷FP 为了消除轴向间隙,增加滚珠丝杠副的刚性和定位精度,在丝杠螺母间加以预加负荷FP。过大的FP值将引起滚珠丝杠副寿命下降及摩擦力矩增大,而FP过小,会出现轴向间隙,影响定位精度,因此在一般情况下: 取 Fp=Fm/3 试中:Fp---预加载荷;Fm---当量载荷(N);当轴向载荷不能确定时取Fp=Ca/(8-10) (2)、对预拉但滚珠丝杠副的行程补偿值C和预拉伸力FPL 为补偿因工作温度升高而引起的丝杠伸长,保证滚珠丝杠在正常使用时的定位精度和滚珠丝杠的系统刚度要求较高的高精度滚珠丝杠副,其丝杠轴需进行预加负荷拉伸。一般下列方法实现。 1 )、滚珠丝杠轴在制造时,可提出目标行程的行程补偿值 C C=a. △ t.Lu=11.8 △ tLu. 式中: C ---- 行程补尝值( um );△ t ---- 温度变化值。一般取 2 ℃—3℃;Lu----滚珠丝杠副的有效行程(mm); a----丝杠的线膨胀系数11.8× /度 2)、滚珠丝杠副安装时丝杠的拉伸力Fpl 式中:Fpl----预拉伸力(N);△ t ----滚珠丝杠的温升,一般为2-3;d2----滚珠丝杠螺纹底径(mm); E----杨氏弹性模量:2.1x105N/mm2 4、滚珠丝杠副的极限转速与允许转速 滚珠丝杠副的极限转速主要是指滚珠丝杠副在高速运转时,避免产生共振现象,使滚珠丝杠副正常运转。 式中:----极限转速(转速/分);K----安全系数,一般取0.8;Lb----安装间距;

从啮合原理上浅析行星滚柱丝杠

研究意义: 行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置,具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点,被广泛的应用于精密仪器、数控机床、武器装备、工业机器人、医疗器械的制造和航空航天等领域。 性能优势: 滚柱丝杠与滚珠丝杠的传动原理类似,但是用螺纹滚柱代替了滚珠丝杠中的滚珠作为丝杠和螺母之间的传动体,增加了接触点的数量,所以比滚珠丝杠具有更优越的性能。 行星滚柱丝杠的中心丝杠与螺母分别与滚柱啮合,在滚柱与丝杠和螺母螺旋升角相同的情况下,传动过程中没有相对滑动,与滚柱丝杠副一样,各部件之间的摩擦都为滚动摩擦,将大大减小传动摩擦阻力,传动效率将得到很大提高,传动部件经过表面工艺处理后,滚动摩擦产生的磨损极小,因此将大大提高使用寿命。(滚动摩擦的优点、与滚珠丝杠共有) 滚柱丝杠副较滚珠丝杠副有更多的接触点,可以提供更高的额定动载和静载,并且接触点的增多将大幅提高刚度和抗冲击能力。在相同载荷条件下,滚柱丝杠相对于滚珠丝杠占用更小的空间,并且使用寿命延长了10倍以上。(多接触点的优点) 滚柱丝杠副的螺纹滚柱两端通过齿轮啮合,这可以保证滚柱与丝杠和螺母间啮合传动的同步性,避免个别滚柱打滑造成干涉。这种滚柱周向相对固定的结构使得滚柱丝杠相对滚珠丝杠可以提供更大的速度和加速度。(滚柱周向相对固定优点) 由于滚柱丝杠用螺纹滚柱代替了滚柱,克服了滚珠直径对传动机构的限制。由于没有了滚柱直径的限制,滚柱丝杠可以采用比滚珠丝杠更小的导程,实现在小导程下的高速传动,振动小,噪音低。丝杠是小导程角的非圆弧螺纹,有利于提高导程精度,实现精密微进给,提高传动精度。(小导程的优点) 应用前景: 行星滚柱丝杠以上诸多优点给其带来了广阔的应用前景。滚柱丝杠具有较高承载能力和较快速度,除了可以代替梯形丝杠,滚珠丝杠外,在一定情况下可以代替气缸和液压缸的作用。其配置简单,不需要诸如阀门、泵、过滤器、传感器

交流伺服电动缸在地震模拟振动台中的应用

交流伺服电动缸在地震模拟振动台中的应用 曹 军1,杨俊杰1,应义淼2,章雪峰2 (1.浙江工业大学建筑工程学院,浙江杭州 310014;2.浙江工业大学 建筑规划设计研究院,浙江杭州 310014 )摘 要:交流伺服电动缸凭借其优异的控制性和相对较低的成本,特别是其核心部件———交流伺服电机的控制精度高、 加速性能好、有良好的矩频特性和过载能力,使得利用电动缸进行地震模拟成为可能。交流伺服电动缸振动台成本低、 控制简单,在地震教学演示、构件及小型结构振动台实验中优点突出,具有广泛的应用前景。将伺服电动缸和微机控制技术相结合,实现了一条单向地震波的模拟仿真输出。结果表明,在一定的加速度范围内模拟效果良好,模拟极限加速度值和模拟效果取决于交流伺服电动缸的性能和台面载荷。关键词:电动缸;交流伺服电机;地震模拟;PID控制 中图分类号:P315.8;TM34 文献标志码:B 文章编号:1002- 4956(2011)04-0067-04Application of AC servo motor cylinder in vibration p latformfor earthq uake simulationCao Jun1,Yang Junjie1,Ying Yimiao2,Zhang  Xuefeng2(1.College of Civil Engineering and Architecture,Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China;2.Architectural and Planning  Design &Research institute,Zhejiang University  of Technology,Hangzhou 310014,China)Abstract:AC servo motor cylinder becomes an alternative product of hydraulic servo because of its excellentcontrollability and low maintenance costs.The AC servo motor has many fine qualities such as high regulatingaccuracy,good acceleration,torque-frequency characteristic and overload capacity,which make it capable ofsimulating earthquake vibration.The future of that vibration platform is bright for teaching and demonstrationof earthquake and vibration test of the structural member or small structure because operating is easy and thecost is low.Simulation of a horizontal unidirectional earthquake wave is completed by means of combining ACservo motor cylinder with control technique of microcomputer.Results show that the fidelity depends on thecapability  of electric cylinder and applied load of the system.Key  words:electric cylinder;AC servo motor;earthquake simulation;PID control收稿日期:2010-06-18 基金项目:浙江省科技厅资助项目“余震作用下混凝土结构施工技术研 究”(2009C16076 )作者简介:曹军(1985—) ,男,浙江建德,在读硕士,研究方向:混凝土结构 E-mail:caoj un19850517@163.com通信作者:杨俊杰(1958—) ,男,浙江诸暨,教授,主要从事混凝土结构的教学和科研工作. 伺服电动缸和液压伺服设备相比, 具有维护简单、控制稳定、节能环保等优点,它主要由伺服电机、驱动器、 缸体、丝杆、推杆以及减速器等组成。将交流伺服电机与微机控制技术[1-2]相结合,可以实现对推杆的推 力、速度以及位移等参数的高精度控制。 在地震模拟中,考虑到对推力以及加速度的要求,常采用大型液压伺服驱动,但随之而来的是高昂的成本,不利于地震模拟研究的开展和普及,而伺服电动缸在地震教学演示、构件及小型结构振动台实验中优点突出,应用前景广泛。本文论证了伺服电动缸应用于地震模拟实验中的可行性,初步分析了相关因素对于模拟效果的影响,为伺服电动缸在地震模拟中的应用提供参考。 1 系统硬件 系统驱动力由一伺服电动缸和与之配套的驱动器提供。电动缸标示行程120mm,输出力为17kN,速度为100mm/s。电动缸的伺服电机为松下MINAS ISSN  1002-4956CN11-2034/T 实 验 技 术 与 管 理Experimental Technology and Management 第28卷 第4期 2011年4月Vol.28 No.4 Ap r.2011

滚珠丝杠的设计

滚珠丝杠的设计计算与选用 滚珠丝杠 滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。 滚珠丝杠由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动,这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展,这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。 滚珠丝杠是工具机和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反覆作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。 1)与滑动丝杠副相比驱动力矩为1/3 由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滚动丝杠副的1/3。在省电方面很有帮助。 2)高精度的保证 滚珠丝杠副是用日本制造的世界最高水平的机械设备连贯生产出来的,特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度·湿度进行了严格的控制,由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。 3)微进给可能 滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。 4)无侧隙、刚性高 滚珠丝杠副可以加予压,由于予压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性(滚珠丝杠内通过给滚珠加予压力,在实际用于机械装置等时,由于滚珠的斥力可使丝母部的刚性增强)。 5)高速进给可能 滚珠丝杠由于运动效率高、发热小、所以可实现高速进给(运动)。

滚珠丝杠副特性 ?传动效率高 滚珠丝杠传动系统的传动效率高达90%~98%,为传统的滑动丝杠系统的 2~4倍,如图1.1.1所示,所以能以较小的扭矩得到较大的推力,亦可 由直线运动转为旋转运动(运动可逆)。 ?运动平稳 滚珠丝杠传动系统为点接触滚动运动,工作中摩擦阻力小、灵敏度高、启动时无颤动、低速时无爬行现象,因此可精密地控制微量进给。 ?高精度 滚珠丝杠传动系统运动中温升较小,并可预紧消除轴向间隙和对丝杠进行预拉伸以补偿热伸长,因此可以获得较高的定位精度和重复定位精度。 ?高耐用性 钢球滚动接触处均经硬化(HRC58~63)处理,并经精密磨削,循环体系过程纯属滚动,相对对磨损甚微,故具有较高的使用寿命和精度保持性。 ?同步性好 由于运动平稳、反应灵敏、无阻滞、无滑移,用几套相同的滚珠丝杠传动系统同时传动几个相同的部件或装置,可以获得很好的同步效果。 ?高可靠性 与其它传动机械,液压传动相比,滚珠丝杠传动系统故障率很低,维修保养也较简单,只需进行一般的润滑和防尘。在特殊场合可在无润滑状态下工作。 ?无背隙与高刚性 滚珠丝杠传动系统采用歌德式(Gothic arch)沟槽形状(见图 2.1.2—2.1.3)、使钢珠与沟槽达到最佳接触以便轻易运转。若加入适当 的预紧力,消除轴向间隙,可使滚珠有更佳的刚性,减 ?少滚珠和螺母、丝杠间的弹性变形,达到更高的精度。 现代制造技术的发展突飞猛进,一批又一批的高速数控机床应运而生。它不仅要求有性能卓越的高速主轴,而且也对进给系统提出了很高的要求:(1)最大进给速度应达到40m/min或更高;(2)加速度要高,达到1g以上;(3)动态性能要

滚珠丝杠设计实例与计算

计算举例 某台加工中心台进给用滚珠丝杠副的设计计算: 已知: 工作台重量 W 1=5000N 工作及夹具最大重量W 2=3000N 工作台最大行程 L K =1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦系数μ0=0.2 快速进给速度 V max =15m/min 定位精度20 μm /300mm 全行程25μm 重复定位精度10μm 要求寿命20000小时(两班制工作十年)。 表1 解: 1) 确定滚珠丝杠副的导程 max max h i n V P =? ::/min :/min :h max max mm m r i P V n 滚珠丝杠副的导程 工作台最高移动速度 电机最高转速 传动比 因电机与丝杠直联,1i = 由表查得 max 15/min m V =

max 1500/min n r = 代入得, 10h mm P = 2)确定当量载荷 112() m s n F F F W W P μ==+++ 可求得: 12342920,1850,1320, 800,1290m F N F N F N F N F N ===== 3)确定当量转速 112212/min m n t n t n r t t ++???==++??? 230 4)预期额定动载荷 ①按预期工作时间估算。 按表3-24查得:轻微冲击取.w f =13 按表3-22查得:精度等级1-3取.a f =10 按表3-23查得:可靠性97%取.c f =044 已知h L h =20000 得:nm a c C N = =24815 ②拟采用预紧滚珠丝杠,按最大负载max F 计算, 按表3-25查得:中预载取:.e f =45 max F F N ==12920,代入得 ' max am e C f F N ==13140

行星滚柱丝杠

一.载荷计算 行星滚柱丝杠在实际使用中, 很多情况下丝杠的速度及所承受的轴向载荷都是变化的。为计算当量动载荷, 首先须计算出丝杠所受的平均载荷。 当速度不变时, 所受载荷也是固定不变的,而当速度改变时, 载荷也随之而变。此时作用在丝杠上的平均载荷可由下式计算: 若速度及载荷方向不变, 而载荷大小在其最大值及最小值之间变化, 此时平均载荷可由下式计算: 从而可计算出当量动载荷: 根据计算出的当量动载荷, 就可以选取合适的丝杠。此外, 还应进行静载荷计算。

二.驱动力矩 丝杠加速时所需总的驱动力矩可由下式计算: 行星滚柱丝杠的效率取决于其工作条件: 它在任何条件下都不会自锁, 丝杠和螺母都可以作为主动件,因此,其效率有正效率,将旋转运动变为直线运动,和逆效率 直线运动,变为旋转运动, 其计算公式如下: 三.临界速度

行星滚柱丝杠的临界转速由下式计算: 高速切削技术在我国尚处于起步阶段, 行星滚柱丝杠作为一种新型的高效丝杠将会逐步得到实际应用。 . ------- 【一种新型的高速进给传动机构--行星滚柱丝杠】

滚柱丝杠副具有较大接触半径的滚动体(图1, R 可看作为等效滚珠半径) , 这样在导程小到只有1 或2mm 时仍可获得很高的承载能力(约为滚珠丝杠副的20 倍) ,并且强度高, 可靠性好。 此外, 和滚珠丝杠副相比, 行星式滚柱丝杠副还具有寿命长、振动小、噪声低、螺母和螺杆易分离等优点 行星式滚柱丝杠副的工作原理是螺杆转动, 推动滚柱沿螺杆和螺母组成的滚道作行星式运动。当将螺杆、滚柱和螺母的接触半径及头数控制到一定的数值时, 螺母与滚柱在轴向近似无相对运动, 螺母与滚柱同步地沿螺杆的轴线运动。 滚柱与螺杆及螺母的接触为点接触, 滚柱两端有外齿轮; 内齿环4 安装于螺母的两端, 与滚柱两端的齿轮相啮合。这两个齿轮副的啮合保证螺母与滚柱协调工作, 减小导向螺杆的滑动, 保持滚柱工作时的一致性; 导环5 保证各滚柱间有相同的间距, 避免相互间摩擦, 改善受力状态。 主要由丝杠、螺纹滚柱、齿圈、保持架和螺母等组成。螺纹滚柱为单头螺纹, 均匀排列在螺母的内螺纹圆周上, 其螺旋角与螺母相同, 以确保滚柱在螺母内不产生轴向窜动。

电动推杆简及其工作原理与内部结构透析

电动推杆简介及其工作原理与内部结构透析 简介 电动推杆,英文名Linear Actuator,又称推杆电机、电动缸及线性致动器。电动推杆是一种将电动机的旋转运动转变为推杆的直线往复运动的电力驱动装置。可用于各种简单或复杂的工艺流程中做为执行机械使用,以实现远距离控制、集中控制或自动控制。 电动推杆相册(12张) 分类 1、按丝杠形式分:梯形丝杆式(康菲亚KA10-70),滚珠丝杆式,行星滚珠丝杆式等。 2、按电机类型分:直流电机式(12/24/36V),交流电机式(220/380V),步进电机式,伺服电机式等。 主要用途 电动医疗床、电动沙发、电动展台升降杆、工业电动升降系统、相机架、头影机、婚庆系统 主要结构 电动推杆由驱动电机、减速齿轮、螺杆、螺母、导套、推杆、滑座、弹簧、外壳及涡轮、微动控制开关等组成。 电动推杆是一种新型的电动执行机构,电动推杆主要由电机、推杆和控制装置等机构

组成的一种新型直线执行机构,可以实现远距离控制、集中控制。电动推杆在一定范围行程内作往返运动,一般电动推杆标准行程在,100,150,200,250,300,350,400mm,特殊行程也可根据不同应用条件要求设计定做。电动推杆可以根据不同的应用负荷而设计不同推力的电动推杆,一般其最大推力可达6000N,空载运行速度为4mm~35mm/s,电动推杆以24V/12V 直流永磁电机为动力源,把电机的旋转运动转化为直线往复运动。推动一组连杆机构来完成风门、阀门、闸门、挡板等切换工作。采用电动推杆作为执行机构不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备,也可减少执行机构的重量。气动执行机构在整个控制运行过程中都需要有一定的气压,虽然可采用消耗量小的放大器等,但日积月累,耗气量仍是巨大的。采用电动推杆执行机构,在改变控制开度时,需要供电,在达到所需开度时就可不再供电,因此从节能看,电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点。适用于远距离操纵而广泛用于电力、化工、冶金、矿山、轻工、交通、船舶等部门的风门、阀门、闸门等机构的启闭、物料装卸、流量控制等。现已被越来越多的部门用它来代替机构手、液压阀、减速传动机构的自动装置。 工作原理 电动机经齿轮减速后,带动一对丝杆螺母。把电机的旋转运动变成直线运动,利用电动机正反转完成推杆动作。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。通过改变杠杆力臂长度,可以增大或加大行程。 行程控制装置 涡轮蜗杆传动形式:电机齿轮上的涡杆带动涡轮转动,使涡轮内的小丝杆作轴向移动,由连接板带动限位杆相应作轴向移动,至所需行程时,通过调节限位块压下行程开关断电,电动机停止运转(正反控制相同)。 齿轮传动形式:电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杆,带动与之连接一起的做轴向运行螺母,至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源,电机停止运动(反向与之相同)。 可选配电位器,用以显示推杆运行的行程状态,还可加配编码器,来实现分几步走完整个行程(即走走停停)。 特点 设计新颖精致、体积小、精度高、完全同步、自锁性能好、卫生,电机直接驱动,不需要管道的气源、油路,现已大量用于生产线、汽车、透气窗开启、军工、舞台、纺织、污

滚珠丝杠设计与校核

(四)滚珠丝杠选择 1、滚珠丝杠工作长度计算 余量行程工作台l l l l ++= 丝杠工作长度:mm l X 44020320100=++= 丝杠工作载荷:N F X 500= 丝杠的工况均为:刷鞋机每天开机6小时;每年300个工作日;工作8年以上。 丝杠材料:CrWMn 钢;滚道硬度为58~62HRC ;丝杠传动精度为mm 04.0±。 平均转速n=125r/min (min /1254 1000 5.01000 r p v n =?= ?= 工作台) 2、计算载荷C F 求解 N N F K K K F m A H F C 5505000.10.11.1=???== 查《机电一体化设计基础》表2-6;2-7;2-8的0.10.11 .1===A H F K K K ;;,查表2-4取C 级精度。 表2-6 载荷系数 表2-7 硬度系数 表2-8 精度系数

3、额定动载荷计算a C '计算 寿命:h L h 1440083006=??=' N N L n F C h m C a 31601067.1144002005501067.13434≈???? ? ????=?'=' 4、滚珠丝杠副选择 假设选用FC1型号,按滚珠丝杠副的额定动载荷a C 等于或稍大于a C '的原则,选汉江机床厂出品的,N C a 5393=, 其参数如下: 5、稳定性验算 1) 由于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能会发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数 S ,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数[S](见表2-10) 丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界载荷cr F (N )按下式计算:

行星滚柱丝杠

行星滚柱丝杠 概述: 行星滚柱丝杠是一种可以将旋转运动与直线运动相互转化的机械传动装置,用滚珠作为中间传动体,用滚动摩擦取代滑动摩擦,这种传动方式与滚珠丝杠类似。行星滚柱丝杠作为一种新型的传动装置,具有摩擦小、效率高、寿命长、体积小、承载能力强等特点。行星滚柱丝杠按照结构的不同可以大致分为三类:标准型1、循环型2、轴承环型3。 标准型行星滚柱丝杠主要传动装置有丝杠、螺母和螺纹滚柱,丝杠具有90°牙型角的多头螺纹,螺母是和丝杠头数牙型角都相同的内螺纹,滚柱是具有相同牙型角的单头螺纹,多个滚柱沿丝杠圆周方向均匀分布,传动过程中滚柱既绕着丝杠轴线公转同时又绕自身轴线自转,丝杠和螺母分别与滚柱啮合,由于三者具有相同的牙型和螺旋升角,所以在啮合过程中可以保证丝杠及螺母与滚柱之间的纯滚动,并且确保螺母与滚柱没有轴向相对位移。在螺纹滚柱的两端加工直齿,与带有内齿圈的端盖啮合,用以消除螺旋升角对滚柱产生的倾斜力矩,并使滚柱沿圆周方向相对位置固定,保证所有滚柱的轴线都与丝杠轴线平行。 在标准型行星滚柱丝杠的基础上,根据不同性能要求进行修改形成了其他结构类型的行星滚柱丝杠。 循环型行星滚柱丝杠的丝杠和螺母与标准型行星滚柱丝杠相同都是牙型角为90°并且具有相同螺旋升角的多头螺纹,但是行星滚柱不再采用单头螺纹而是加工成没有螺旋升角的沟槽状结构,端盖的内齿圈被复位凸轮环取代,作用是使滚柱在完成一个循环后可以回到初始位置重新与丝杠啮合,作用与滚珠丝杠副中的滚珠返回装置相似,在螺母上加工有一个凹槽,当滚柱完成一个循环后被凸轮推入凹槽,凹槽中的螺纹引导滚柱回到开始啮合的位置。这种改变使得滚柱的加工难度降低,这样就可以采用更小的螺纹导程,提高位置精度,并且有更多的接触点,增强了承载能力。在啮合过程中滚柱周期性的与丝杠接触分离,频繁的加载卸载,影响使用寿命,并且高速时凸轮结构会产生较大的振动和噪音。 轴承环型行星滚柱丝杠的丝杠也是90°牙型角的多头螺纹,滚柱与循环型行1Strandgren C B. Roller screw: Us, 3182522(A) [P]. 1965-05-11. 2Cornelius C C , Lawlor S P .Roller screw sy stem: US, 7044017(B2) [P]. 2006-05-16. 3Saari O. Anti-Friction Nut/Screw Drive: US, 4576057[P]. 1986-05-18.

松下伺服器接线总结..-共27页

松下伺服电机接线总结 伺服驱动器型号:MDDHT5540 伺服电机型号:MSME152G1H 运动控制卡型号:PCI-1240 1、主电路 工作原理:按下空气开关MCCB后,控制电路L1C、L2C先得电。此时ALM+引脚有输出,ALM回路控制的回路接通,ALM回路的继电器控制的开关ALM 闭合。软件开关通过程序控制主电路的通断,正常运行情况下一直运行。此时只要按下开始按钮ON,电磁接触器线圈主电路瞬间接通,电磁接触器线圈MC得电后,使电磁接触器控制的开关MC闭合,此时即使开始按钮ON断开,由于电路的自锁作用,主电路仍然接通。 2、脉冲发送电路

接线根据: 运动控制卡PCI-1240给出的控制卡功能模块图如下图所示 由图可知,运动控制卡输出脉冲的方式为长线驱动方式。 松电机下伺服使用手册中P3-35(P151)中提到长线驱动接线端子说明如下图 手册P3-18(P134)给出的长线驱动接线方法如下图

3、编码器反馈脉冲接收电路 接线原理:关于利用伺服驱动器输出的ABZ相脉冲计算伺服电机的旋转角度(参考 网址:http://bbs.gongkong1/Details/201910/2019103112034201901-1.shtml)推荐做法:先将OA、OB脉冲四倍频(类似于DSP的QEP计数模块),具体实现的时候只需要记住OA、OB的每个脉冲跳变即可实现四倍频,同时要辩相,一般我们定义OA超前OB为电机旋转正方向,此时脉冲累加,否则为负方向,脉冲累减。知道了脉冲个数就好办了,如果松下伺服输出的脉冲个数为一圈2500个,由于我们四倍频了,故实际到我们这里就应该是10000个没圈,根据这个脉冲你就可以知道电机的相对位置。根据OC信号,你可以知道电机的绝对位置,一般定义OC出现的时刻就是电机转子的零位,因此每次检测到OC出现,就应该认为绝对位置出现,这样可以清除累积误差。根据收到的脉冲数,采用M法测速也可以计算出实际电机的转速。 接线根据: 伺服驱动器说明书P3-32(P148)给出的接线说明

伺服电缸的工作原理(优.选)

伺服电缸的工作原理 1、伺服系统(servo mechanism)是使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。伺服主要靠脉冲来定位,基本上可以这样理解,伺服电机接收到1个脉冲,就会旋转1个脉冲对应的角度,从而实现位移,因为,伺服电机本身具备发出脉冲的功能,所以伺服电机每旋转一个角度,都会发出对应数量的脉冲,这样,和伺服电机接受的脉冲形成了呼应,或者叫闭环,如此一来,系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机,同时又收了多少脉冲回来,这样,就能够很精确的控制电机的转动,从而实现精确的定位,可以达到0.001mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低,结构简单,启动转矩大,调速范围宽,控制容易,需要维护,但维护不方便(换碳刷),产生电磁干扰,对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。 2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。 3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。 最新文件---------------- 仅供参考--------------------已改成word文本--------------------- 方便更改 1 / 1word.

滚珠丝杠的设计

选用滚珠丝杠副设计步骤实例 一、 设计计算条件 工作台重:W 1=8000N 工件重:W 2=5000N 最大行程:S max =760mm 丝杠两端支承间距:l s =1080mm 螺纹全长S=1000mm 安装方式固定—固定 定位精度:±0.012/300mm (空载) 重复定位精度:±0.006mm (空载) 寿命:L h =15000h 工作台摩擦系数:μ=0.04 驱动电机:N max =1500r/m 切削方式:车铣或铣削,一般工作状态,工作条件(见表1) 摩擦阻力:F r =(W 1 +W 2)·μ=520(N) 表1 二、 设计计算 1、选择导程L L ≥ )(mm 101500 15000 max max ==N V 取L=10mm 2、计算当量载荷F m 、当量转速N m (见表2)

计算公式3 1 n n 2211n n 3n 22321131m t ...t t t ...t t )(?++??+???++??+??=N N N N F N F N F F n 21n n 2211m t ...t t t ...t t +++?++??+?= N N N N 表2 代入公式得F m =2776(N ) N m =477(l/min ) 3、寿命: 计算公式6 3 m w 10f a ??? ?????=F C L m h 60N L L ?= 6 s 10 L L L ?= 式中L ——回转时间 r (见表3) L h ——寿命时间 Km C a ——额定动载荷 N (见产品样本) f w ——载荷系数(见表4) 滚珠丝杠副预期工作寿命L h 表3 载荷系数f w 表4

滚珠丝杠的选型计算

滚珠丝杠的选型计算 摘要: 随着机床及自动化行业的高速发展,滚珠丝杠的使用变得越来越广泛。许多机械工程师在对自己的设备所需要的滚珠丝杠选型时,面对丝杠资料上给的复杂的计算公式和繁杂选型步骤,感觉无从下手,不知道那些是需要重点考虑的关键点。为了使滚珠丝杠的选型步骤更为清晰简便,更既具备可操作性,我结合多年来丝杠的选型经验,对丝杠的选型做了一些归纳、简化,让丝杠的选型选型更为简单明了。顺便对应的伺服电机的选型也做说明。 关键词:滚珠丝杠、计算选型、伺服电机、机床、自动化。 一、确认使用条件: 1、被移动负载的质量:M (KG) 2、丝杠的安装方向:水平、垂直、倾斜; 3、沉重导轨的形式:线轨、平面导轨、 4、丝杠的行程:L (mm) 5、负载移动的速度:v (m/s) 6、负载需要的加速度:a (m/s^2) 7、丝杠的精度:C3到C7级 8、丝杠使用的环境:特殊环境需求的考虑。 二、简化计算选型: 举例,使用条件如下: 1、被移动负载重量:M=50kg; 2、安装方向:垂直安装; 3、导轨形式:线性滑轨 4、速度:v=0.2m/s 5、加速时间:t=0.1s 6、行程:1000mm; 7、精度:0.1mm 三、计算过程: 1、计算加速度:a=v/t=0.2/0.1=2m/s^2 (v:速度;t:加速时间) 2、计算丝杠的最大轴向力:F=Mgμ+Ma +Mg (水平运动,去除Mg选型,M负载重

量;g重力加速度9.8;μ:摩擦系数,平面导轨取值0.1,线轨取值:0.05;a加速度) F=50*9.8*0.05+50*2+50*9.8=614.5N 3、计算出丝杠的轴向负载以后,选型会出现两个分支,一种情况是客户不知道设备的设 计寿命年限,以及每一年中丝杠的使用平率,不做精确的丝杠寿命校核。那么我们推荐一种简单可行的方法,就是查询丝杠资料中的动负荷值C。结合第7项精度0.1mm 的要求,我们推荐常备FSI螺帽形式的丝杠,尺寸参数表如下: 根据丝杠的轴向推力:F=614.5N=62.7kgf;我们推荐将F乘以4~8之间的一个系数,对于使用平率低,可靠度要求不高的情况,我们推荐4倍系数,对于可靠度要求较高,我们推荐8倍的系数。 根据举例:F*8=62.7*8=501.6kgf;查询丝杠的表格,16-5T3的丝杠,其动负荷是1000kgf; 大于501.6kgf,所以16-5T3的丝杠可以满足要求;该型号表示,丝杠的公称直径为16mm;丝杠导程为5mm; 4、对于丝杠寿命有明确要求的选型,举例如下: 根据此前的举例,丝杠用20s做一次往返运动,停留10s在进行下一个循环。每天工作16小时,每年工作300天,设计寿命10年。则计算丝杠的转数寿命为: L=1000/5*2*2*60*16*300*10 (1000是行程,5是导程,2是往返,2是每分钟2次,

丝杆设计计算

数控滑台进给用滚珠丝杠副的设计计算: 横向与纵向滑台的总重量 W 1=3000N 立柱最大重量W 2 =5000N 工作台最 大行程 L K =1000mm 工作台导轨的摩擦系数:动摩擦系数μ=0.1 静摩擦 系数μ 0=0.2 快速进给速度 V max =8m/min 定位精度20 μm/300mm 全行程25μm重复定位精度10μm要求寿命20000小时(两班制工作十年)。 1)确定滚珠丝杠副的导程 因伺服电机与丝杠直联,i=1 由表1查得 V m ax =8m/min n m ax =1440r/min 代入得,

P h ≈5.56mm 由于计算出的P h 值应取较大值圆整,因此 P h =6mm 2)确定当量转速与当量载荷 (1)各种切削方式下,丝杠转速 由表1查得 V 1=0.6 V 2 =0.8 V 3 =1 V 4 =8 代入得 n 1=100 n 2 =133 n3=167 n 4 =1333 (1)各种切削方式下,丝杠轴向载荷 由表1查得 已知W 1=3000N W 2 =5000N

代入得 (3)当量转速 由表1查得 代入得 ≈267r/min n m (2)当量载荷 代入得 F =1380N m 3)预期额定动载荷 (1)按预期工作时间估算

按表9查得:轻微冲击取 f =1.3 w 按表7查得:1~3取 =0.44 按表8查得:可靠性97%取f c =20000小时 已知:L h 代入得 C =27899N m 计算:(2)拟采用预紧滚珠丝杠副,按最大负载F max =4.5 按表10查得:中预载取 F e 代入得 取以上两种结果的最大值 =27899N C m 4)确定允许的最小螺纹底径 (1)估算丝杠允许的最大轴向变形量 ① ≤(1/3~1/4)重复定位精度 ② ≤(1/4~1/5)定位精度 : 最大轴向变形量μm

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