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行星滚柱丝杠电动缸的应用现状和发展趋势

2021-03-04 15:20:53

1、行星滚柱丝杠电动缸的应用现状

目前,国内行星滚柱丝杠电动缸的应用刚刚起步不久,应用领域主要集中在国防、汽车和冶金等领域。国防工业方面,主要应用在航天飞行器姿态控制、导弹发射架姿态控制、坦克炮杆随动系统和起落架收放等方面;汽车工业方面,主要是以引进美国EXLAR产品为主,应用在压装、装配和焊接等生产线上,如图3所示。

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国外行星滚柱丝杠电动缸的应用行业分布较广泛。以Exlar公司为例,其产品2014年应用行业分布情况如图4所示。

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在军工航天国防领域的典型应用案例有:

1)英国国防部(Ministry of Defence)及皇家海军海军研制了用于水面舰船及潜艇控制的某电动装置,如图5所示[1]。操纵机构采用折返式连接形式,体积小,布置方便。通过在某型护卫舰上进行试验和测试,证明其具有噪声低、可靠性高、维护简单和耗能少等优点。

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2)美国F35B战斗机起落架为电动作动器起落架, 由美国MOOG公司供全套系统,如图6所示。电动作动器的机械传动系统核心元件采用的是行星滚柱丝杠。行星滚柱丝杠具有高轴向承载能力、很强的冲击能力、高速度、寿命长、体积小等卓越优点,所以在军品领域被广泛应用。此外,在通用自动化设备方面,星滚柱丝杠电动缸也有广泛应用。例如,在地毯网布编制设备中,利用行星滚柱丝杠电动缸易于精确位置控制的特点,完成灵活多变的图案设计及编制加工,如图7所示。图片4.png


在能源及控制行业中,行星滚柱丝杠电动缸常用于调节阀控制(图8)和辅助设备举升等应用场合。在测试仿真及娱乐设备行业中,典型应用包括动感座椅(图9)、产品测试、模拟器及娱乐等。

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2、行星滚柱丝杠电动缸的发展趋势

目前,行星滚柱丝杠电动缸的发展方向主要集中在以下几点:

1)长行程。目前行星滚柱丝杠电动缸行程受限于传动技术和制造工艺等方面的制约,行程无法满足一些大型设备工作行程的要求,因此急需在此方面进行突破。

2)大承载。重型工业设备及大型军事设备要求承载能力很高,目前电动缸最大承载不能满足实际需求。需要进一步发展螺旋丝杠传动结构和材料工艺,提高电动缸的承载能力。

3)高转速。受限于驱动电机、传动机构及行星滚柱丝杠制造精度的限制,目前电动缸速度有限。随着相关技术发展,行星滚柱丝杠电动缸将能够实现更高转速运行。

4)高精度。目前采用滚柱丝杠传动的伺服电动缸,通过伺服控制可以实现0.01 mm左右的精确定位,实现更高定位精确还比较困难。必须不断发展伺服控制技术和改进传动结构,以期满足更高精度设备需求。

5)集成一体化。当前已有部分电动缸产品实现驱动电机与传动部件一体化集成设计,但规格型号比较有限,需要进一步发展集成化技术,减少外形尺寸及安装空间需求,以更好地满足设备的需求。

作为滚珠丝枉的理想替代品,行星滚柱丝杠副在滚动体的结构上跟滚珠丝杠有着一定的差异,其特殊的螺纹滚柱结构给亚博真人APP科技行星滚柱丝杠副带来了很多无可比拟的优势:


①高承载:行星滚柱丝杠是线接触,接触面的增加,使承载能力和刚性大大提高。所以具有高刚性、高承载能力,比同规格滚珠丝杠副高出3倍以上(最高超过10倍)。


②耐冲击:承受冲击载荷的能力很强,工作可靠。


③体积小:在相同载荷的情况下,行星滚柱丝杠体积比滚珠丝杠小1/3的空间。


④高速度:最高线速度可达2000mm/s,输入旋转转速可达5000rpm或者更高。最大加速度可达3g。


⑤噪音低:避开了返向装置对DN值的制约,在导程很小的情况下实现高速驱动,DN≥14万,Vmax≥60m/min,角加速度7.000r/s^2,振动小、噪音低。


⑥高精度:丝杠轴是小导程角的非圆弧螺纹,有利于达到较高的导程精度,可实现精密微进给。


⑦长寿命:由Hertz pressure(赫兹压力)定律,我们可以得出:行星滚柱丝杠能承受的静载为滚珠丝杠的3倍,寿命是滚珠丝杠的15倍。


■一体化的螺母组件很容易从丝杠轴分离,滚动体及相关零件不会散落,便于安装与维修。


■对恶劣的环境(低温、粉尘、化学沉积、无润滑等)的适应能力较强。


●直径范围:φ8mm 至φ150mm


●导程范围:0.5mm 至 30mm


●螺母形式:单螺母、双螺母、预紧螺母等形式


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