اسطوانة كهربائية المعروف أيضا باسم المحرك الخطي الصناعي، هو أحد حلول الحركة الخطية التي تحتاج إلى محرك عالي السرعة بقوة كبيرة. يتضمن تصميم أسطوانة كهربائية لآلة الضغط عدة اعتبارات رئيسية ، بما في ذلك متطلبات القوة وطول الشوط والسرعة والدقة والتحكم. يوجد أدناه دليل خطوة بخطوة لتصميم أسطوانة كهربائية لتطبيق الضغط:
1. تحديد متطلبات التطبيق
القوة (كيلو نيوتن أو رطل): حدد أقصى قوة ضغط مطلوبة.
طول السكتة الدماغية (مم أو بوصة): إلى أي مدى يجب أن تمتد الأسطوانة/تتراجع.
السرعة (مم / ثانية أو في / ثانية): السرعة الخطية المطلوبة أثناء التشغيل.
دورة العمل: عملية مستمرة أو متقطعة.
الدقة (مم أو بوصة): دقة تحديد المواقع المطلوبة (على سبيل المثال ، 0.01 مم).
البيئة: درجة الحرارة ، الغبار ، الرطوبة ، إلخ.
2. حدد نوع الاسطوانة الكهربائية
تأتي الأسطوانات الكهربائية بتكوينات مختلفة:
الكرة اللولبية مدفوعة: عالية الدقة ، قوة عالية ، سرعة معتدلة.
الرصاص المسمار مدفوعة: انخفاض التكلفة ، وانخفاض الكفاءة ، ومناسبة للأحمال أخف وزنا.
حزام مدفوعة: سرعة عالية ، وانخفاض القدرة على القوة.
المحرك الخطي: فائقة السرعة والدقة ، ومكلفة.
لآلات الضغط, اسطوانات كهربائية تعمل بالكرة اللولبية تستخدم عادة بسبب قوتها العالية والدقة.
محرك سيرفو: دقة عالية ، تحكم ديناميكي ، مثالي للضغط على التطبيقات.
السائر المحركات: تكلفة أقل ، مناسبة للتطبيقات الأبسط مع التحكم في الحلقة المفتوحة.
محرك تيار متردد / تيار مستمر مع جهاز تشفير: للتحكم الأساسي في السرعة/الموضع.
معلمات المحرك الرئيسية:
عزم الدوران (نيوتن متر أو رطل في) & ندش]; يجب أن تستوفي متطلبات القوة.
سرعة (دورة في الدقيقة) &ندش]; يجب أن تتطابق السرعة الخطية المطلوبة.
قوة (كيلوواط أو حصان) &ندش]; يعتمد على القوة والسرعة.
حساب القوة:
و = 2 & بي ؛ & مرات ؛ عزم دوران المحرك & مرات ؛ كفاءة / الرصاص من المسمار
أين:
F= القوة الخطية (ن)
الرصاص من المسمار = المسافة المقطوعة لكل ثورة (مم / لفة)
الكفاءة (~90٪ لمسامير الكرة)
4. اعتبارات التصميم الميكانيكي
الإطار والإسكان: يجب أن تصمد أمام قوى الضغط دون انحراف.
قضبان التوجيه: محامل خطية أو قضبان جانبية للحركة السلسة.
توقف النهاية: الحدود الميكانيكية للحماية من السفر الزائد.
أدوات التوصيل والتركيب: ضمان المحاذاة الصحيحة بين المحرك والمسمار.
5. نظام التحكم
بلك أو تحكم الحركة: لدورات الضغط الآلي.
قوة وموقف ردود الفعل: خلايا الحمل أو أجهزة استشعار الضغط للسيطرة على حلقة مغلقة.
واجهة همي: لإدخال المشغل والرصد.
مثال على تسلسل الضغط:
نهج سريع (سرعة عالية ، قوة منخفضة).
الضغط (القوة/السرعة التي تسيطر عليها).
يسكن الوقت (عقد القوة).
تراجع.
6. ميزات السلامة
حماية الزائد: حدود عزم الدوران في محركات المؤازرة.
التوقف في حالات الطوارئ: انقطاع التيار الكهربائي في حالة الفشل.
الفرامل الميكانيكية: منع القيادة الخلفية في التطبيقات الرأسية.
7. مثال على الحساب
السيناريو:
القوة المطلوبة: 10 كيلو نيوتن
طول السكتة الدماغية: 200 مم
السرعة: 50 مم / ثانية
الكرة اللولبية الرصاص: 10 مم / القس
دقة تحديد المواقع المطلوبة: & زائد ؛ 0.02 مم
الخطوات:
حساب عزم دوران المحرك:
عزم الدوران = و & مرات; قيادة / 2 & بي; & مرات; كفاءة=10,000 ن & مرات; 0.01 م / 2 & بي; & مرات; 0.9 & أمب; 17.7 نانومتر(إضافة 20-30% هامش السلامة & رر; ~22 نانومتر المطلوبة.)
المحرك دورة في الدقيقة:
دورة في الدقيقة=السرعة الخطية (مم/ثانية) والأوقات ؛ 60 / الرصاص (مم/لفة)=50 والأوقات ؛ 60/10=300 دورة في الدقيقة=الرصاص (مم/لفة)السرعة الخطية (مم/ثانية) والأوقات ؛ 60=1050 والأوقات ؛ 60=300 دورة في الدقيقةاختيار المحرك:
محرك سيرفو مع & جنرال الكتريك;22 نيوتن متر عزم الدوران و 300 دورة في الدقيقة (على سبيل المثال., 400 واط-750 واط محرك سيرفو مع علبة التروس إذا لزم الأمر).
8. مزايا الاسطوانات الكهربائية في آلات الضغط
قوة دقيقة والتحكم في الموقف (مقابل الهيدروليكية / الهوائية).
كفاءة في استخدام الطاقة (لا حاجة لضغط سائل ثابت).
تنظيف وصيانة منخفضة (لا تسرب النفط أو ضواغط الهواء).
برمجة (ملامح الصحافة مرنة).
9. التحديات المحتملة
تكلفة أولية أعلى من الهيدروليكية / الهوائية.
توليد الحرارة في دورات عالية واجب (قد تتطلب التبريد).
قوة محدودة مقارنة بالأنظمة الهيدروليكية الكبيرة.
خاتمة
أحد اسطوانة كهربائية لآلة الضغط يجب أن تصمم على أساس:
& ثور; قوة, سرعة, ومتطلبات السكتة الدماغية.
& ثور; احتياجات الدقة والتحكم.
& ثور; المحرك السليم واختيار المسمار.
& ثور; التكامل مع أنظمة السلامة وردود الفعل.
بالنسبة للتطبيقات الشاقة (على سبيل المثال ، >50 كيلو نيوتن) ، قد تظل الأنظمة الهيدروليكية مفضلة ، لكن الأسطوانات الكهربائية تتفوق في الضغط الدقيق (على سبيل المثال ، تجميع الإلكترونيات ، تصنيع الأجهزة الطبية).
