Siłowniki elektryczne ze śrubą planetarną w serwoprasach  

W poprzednim wpisie z tej serii przyjrzeliśmy się zagadnieniu zastępowania pras hydraulicznych prasami serwoelektrycznymi w aplikacjach wymagających dużych sił. Kontynuując dyskusję, przyjrzyjmy się liniowym serwoprasom i technologii, z których korzystają.

Większość liniowych serwopras wykorzystuje elektryczne siłowniki z tłoczyskiem do przekształcania ruchu obrotowego w ruch liniowy. W tego typu prasach to wybór siłownika decyduje o ogólnej wydajności, niezawodności i żywotności. Najczęściej stosowane są śruby kulowe i śruby planetarne, z których każda ma swoje zalety.

Siłowniki ze śrubą kulową

Siłowniki ze śrubą kulową składają się ze śruby z okrągłym gwintem oraz zespołu nakrętki z wieloma kulkami toczącymi się w rowkach. Kulki te cyrkulują w układzie, przekształcając ruch obrotowy w ruch liniowy. Kulki nie mogą być produkowane poniżej pewnego minimalnego rozmiaru, a ich gwint ma zazwyczaj większy skok, co ogranicza liczbę punktów styku między śrubą a kulkami. Mniejsza liczba punktów styku sprawia, że siły działające na każdą kulkę są większe, co zmniejsza maksymalne obciążenie i skraca żywotność siłownika.

To skrócenie żywotności określane jest jako dynamiczna nośność (DLR) siłownika – czyli stałe obciążenie, jakie łożysko kulkowe lub urządzenie ze śrubą napędową może wytrzymać przez 1 000 000 obrotów z zachowaniem 90% niezawodności. Innymi słowy, im wyższy DLR siłownika, tym większe siły może on przenosić i dłużej działać.

Ponieważ siłowniki ze śrubą kulową często mają niższe wartości DLR niż te ze śrubą planetarną, lepiej nadają się do umiarkowanych obciążeń, gdzie wymagania dotyczące niezawodności i żywotności nie są tak rygorystyczne.

Siłowniki ze śrubą planetarną

Siłowniki ze śrubą planetarną składają się z precyzyjnie szlifowanej śruby, która pasuje do zestawu precyzyjnie szlifowanych gwintowanych rolek. W porównaniu do swoich odpowiedników ze śrubą kulową, rolki zapewniają znacznie więcej punktów styku i większy promień styku. Ta konstrukcja obniża naprężenie w każdym punkcie styku i umożliwia śrubom planetarnym przenoszenie większych obciążeń.

Konstrukcja śruby planetarnej osiąga również wyższe wartości DLR, co dodatkowo zwiększa niezawodność, precyzję i żywotność. Siłowniki śrubowe planetarne są bardziej kompaktowe niż konstrukcje ze śrubami kulowymi. Ponieważ spełniają wyższe wymagania dotyczące siły niż śruby kulowe, śruby planetarne mogą być stosowane z powodzeniem w mniejszych, lżejszych i bardziej elastycznych konstrukcjach.

Wskazówki dla konstruktorów

Aby zapewnić optymalne działanie siłownika w liniowej serwoprasie, konstruktorzy powinni wziąć pod uwagę wymagania dotyczące siły i obciążenia, a także rozmiary, prędkości, dokładność i cykle pracy.  Oto dodatkowe kwestie, które warto uwzględnić:

• Kompatybilność z systemem sterowania
• Powtarzalność pozycjonowania
• Czynniki środowiskowe i bezpieczeństwo
• Utrzymanie i konserwacja
• Efektywność energetyczna i kosztowa

Dowiedz się więcej

Chociaż zarówno śruby kulowe, jak i śruby planetarne mają swoje zalety, bardziej odpowiednimi dla liniowych serwopras są siłowniki ze śrubą planetarną. Należy też pamiętać, że każda aplikacja jest inna i zawsze warto porozmawiać ze specjalistą, który doradzi odpowiednie rozwiązanie.

Skontaktuj się z nami. Pomożemy w doborze odpowiedniego siłownika elektrycznego do każdej serwoprasy.

 

źródło: https://www.tolomatic.com/blog/roller-screw-actuators-give-linear-servo-presses-an-advantage-in-high-force-applications/