中國(guó)臺(tái)灣AIRTAC電動(dòng)缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和工作原理
國(guó)產(chǎn)電動(dòng)缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
重型電動(dòng)缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)
行星滾柱絲杠一體化伺服電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)圖
高性能伺服電動(dòng)缸結(jié)構(gòu)圖
通過以上國(guó)內(nèi)、國(guó)外、一體化電動(dòng)缸、折返式電動(dòng)缸高清結(jié)構(gòu)圖的分解,讓我們更加深刻的了解了電動(dòng)缸的結(jié)構(gòu)。電動(dòng)缸的原理在百度百科里面解釋也很清楚,但是通過圖片比較直觀了。
電動(dòng)缸的工作原理:是以電力作為直接動(dòng)力源,采用各種類型的電機(jī)(如AC伺服電機(jī)、步進(jìn)伺服電機(jī)、DC伺服電機(jī))帶動(dòng)不同形式的絲杠(或螺母)旋轉(zhuǎn),并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母(或絲杠)的直線運(yùn)動(dòng),再由螺母(或絲杠)帶動(dòng)缸筒或負(fù)載做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。傳統(tǒng)的電動(dòng)缸一般采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn),并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為螺母的直線運(yùn)動(dòng)。近些年新興的“螺母反轉(zhuǎn)型”電動(dòng)缸(如整體式行星滾柱絲杠電動(dòng)缸)采用相反的驅(qū)動(dòng)方式,即驅(qū)動(dòng)螺母旋轉(zhuǎn),并通過構(gòu)件間的螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為絲杠的直線運(yùn)動(dòng)
一、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)
電動(dòng)缸主要采用螺旋絲杠傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。螺旋絲杠傳動(dòng)主要有螺母螺桿傳動(dòng)、滾珠絲杠傳動(dòng)和行星滾柱絲杠傳動(dòng)等。普通的螺母螺桿機(jī)構(gòu)由于傳動(dòng)摩擦阻力大、傳遞效率低等缺點(diǎn)而逐漸被淘汰,目前較常用的是滾珠絲杠傳動(dòng)和行星滾柱絲杠傳動(dòng)等。
滾珠絲杠是目前電動(dòng)缸常用的傳動(dòng)元件之一,其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng),或?qū)⑥D(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力,同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于很多滾珠在滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng),所以采用滾珠絲杠的電動(dòng)缸能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率。
二、減速機(jī)構(gòu)
電動(dòng)缸的減速機(jī)構(gòu)可選用同步帶、行星齒輪減速器和諧波齒輪減速器等。
同步帶傳動(dòng)是由一根內(nèi)周表面設(shè)有等間距齒形的環(huán)行帶及具有相應(yīng)吻合的輪組成。它綜合了帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。同步帶傳動(dòng)多用于折返式電動(dòng)缸上。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)等優(yōu)點(diǎn)。部分電動(dòng)缸在減速裝置的選擇上采用了行星齒輪減速機(jī)構(gòu)。
行星齒輪傳動(dòng)是使一個(gè)或一個(gè)以上的行星輪的軸線繞中心輪的固定軸線回轉(zhuǎn)的齒輪傳動(dòng)。行星齒輪傳動(dòng)具有體積小、質(zhì)量輕、承載能力高等優(yōu)點(diǎn)。諧波齒輪減速器也是電動(dòng)缸常用的減速裝置之一。所謂諧波傳動(dòng)是一種靠中間柔性構(gòu)件彈性變形來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳動(dòng)的裝置的總稱。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、齒面磨損小而均勻等優(yōu)點(diǎn)
三、控制系統(tǒng)
伺服電動(dòng)缸的核心部件為伺服電機(jī),電動(dòng)缸系統(tǒng)利用伺服電機(jī)的閉環(huán)控制特性,伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器本身也具有位移、速度、轉(zhuǎn)矩等多種控制模式,但為了控制策略的自由性和多樣性從而實(shí)現(xiàn)位移、速度、加速度曲線品質(zhì)的優(yōu)化,利用PC機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器或PLC、執(zhí)行和輔助單元建立開放式的控制系統(tǒng),采用閉環(huán)控制進(jìn)一步提高控制品質(zhì)。該技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電動(dòng)缸推桿位移、速度、推力、加速度的高精度動(dòng)態(tài)閉環(huán)控制,為伺服電動(dòng)缸控制提供了技術(shù)基礎(chǔ)。利用現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)程序化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化控制。