Линейные приводы для тяжелых условий эксплуатации: определение размеров шариковинтовых приводов для запрессовки и клепания
В этом документе определена процедура механического определения размеров электрических линейных приводов с шарико-винтовым приводом, используемых в станциях запрессовки реле и сервоклепальных станциях. При периодических осевых ударных нагрузках в диапазоне от 2 до 5 кН основной задачей проектирования является расчет усталостной долговечности L10, критической скорости вращения и термического напряжения от расширения винта. Сервоэлектрические приводы заменяют гидравлические цилиндры, чтобы исключить утечку масла и снизить энергопотребление на 35–55 % при непрерывных циклах прессования.
Критическая скорость вращения и пределы потери устойчивости винта при сжимающем напряжении
- Длинные ШВП страдают от вибрации на высоких оборотах. Критическая скорость определяется диаметром винта, длиной без опоры и типом опоры подшипника. Для приводов прессов с длинным ходом допустимая максимальная скорость вращения должна оставаться ниже 75 % от расчетной критической скорости, чтобы избежать резонанса.
- Загрузите подробные модели линейных приводов в формате 3D CAD (.STEP) с сайтаЛинейный привод для тяжелых нагрузок и система направляющих с длинным ходомчтобы проверить коробление винтов на запрессованном приспособлении.
Анализ рисков теплового расширения
Шнек диаметром 1000 мм при повышении температуры на 8 градусов создает линейное расширение 0,096 мм. Неподвижная конструкция фиксирует оба конца, превращая термическое удлинение в осевую сжимающую силу до 3900 Н, что увеличивает предварительную нагрузку подшипника и сокращает срок службы винта.
Конфигурации опор с фиксированной опорой и опорой с фиксированной опорой: уменьшение теплового расширения
| Индекс | Традиционный гидравлический цилиндр | Линейный привод с шарико-винтовой передачей и сервоприводом |
|---|---|---|
| Энергоэффективность системы | В среднем 45%, большие потери мощности на холостом ходу | В среднем 82%, мощность потребляется только во время нажатия |
| Риск загрязнения жидкости | Высокий; риск утечки масла электронные блоки электростатического разряда | Отсутствие гидравлической жидкости, чистота для мастерских по производству реле и полупроводников. |
| Точность силы в замкнутом контуре | ±3% от полной шкалы, сложная точная настройка | ±0,5% от полной шкалы, обратная связь по усилию в реальном времени через тензодатчик |
| Повторяемость позиции | ±0,05 ~ ±0,10 мм, дрейф в зависимости от температуры | ±0,005 ~ ±0,012 мм, программируемый мягкий предел |
| Согласованность времени цикла | Нестабилен, зависит от вязкости масла и давления насоса. | Повторяемость цикла ±0,02 с для массового производства |
| Уровень шума при номинальной нагрузке | 68 ~ 76 дБ(А) | 52 ~ 62 дБ(А) |
| Объем ежегодного технического обслуживания | Замена уплотнений, замена гидравлического масла, обслуживание фильтров, проверка насоса. | Периодическая замена смазки, проверка предварительного натяга подшипников. |
| Источник простоя | Утечка масла, выход из строя насоса, засорение клапана | Редкий; преимущественно износ ШВП после длительной эксплуатации |
| Программируемая кривая силы | Не поддерживается | Полностью настраиваемая огибающая силы-перемещения |
| Установка | Большой, требует отдельного гидравлического силового агрегата | Компактная, встроенная проводка сервопривода |
