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源自：网络
电力驱动原件始终是设备的主流动力部件，其构成包括电机和电磁铁，思虑到电磁铁应用场合相对较少且有不少专著阐述其应用，因此本文内容重点讲述电机驱动公司的典型应用。相针对气动液压制品而言，电机拥有响应速度快、效率高、动力参数调节掌控方便的特点。
从公司学理论来讲，只要设计恰当电机几乎能够驱动因此的公司执行任何动作。机械技术发展到如今，已然有浩如烟海的各类专著和典籍阐述各样公司和结构。鉴于这个原由，本文内容只关注在工厂自动化的工程实践中最为广泛和常用的有些结构和公司，并介绍其在工程实质应用中针对初级设计师来讲最容易忽略和最容易出错的问题。
步进电机驱动滚珠丝杠+直线导轨直线运动公司
滚珠丝杠因为传动效率高、发热小、精度高、易于实现高速运动，因此，被广泛的应用于各样机床、工业设备和精细仪器中。直线导轨又叫作线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，持有比直线轴承更高的额定负载， 同期各个方向都能够承受必定的扭矩，可在高负载的状况下实现高精度的直线运动。因此，步进电机（或伺服电机）驱动滚珠丝杠+直线导轨的直线运动公司是在各类设备中运用最为广泛的一种精细直线运动公司。诸位务必要将其结构设计办法烂熟于心。下面，咱们将介绍其中最为经典的结构和直线导轨的安装调试办法。
图3.3-1-1
图3.3-1-2
图3.3-1-3
图3.3-1-4
1：电机 2：联轴器3：锁定螺母 4：间隔套 5：轴承座 6：角接触球轴承 7：轴承端盖 8：密封圈 9：滚珠丝杠
图3.3-1-5（滚珠丝杠末端）
上面5张照片给出了自动化设备中最为常用的步进电机（或伺服电机）+滚珠丝杠+直线导轨驱动工作台的结构方式。此处所说得最为常用的公司方式指的是：图3.3-1-3中直线导轨的安装方式、图3.3-1-4中滚珠丝杠的安装方式、图3.3-1-5中丝杠导轨末端安装方式。
重视：图3.3-1-4中所示的滚珠丝杠的驱动端安装方式中选择的是角接触球轴承，其原由是由于本公司中滚珠丝杠的重点负载为轴向负荷，同期亦需求工作台能够高速运行，而角接触球轴承正好是满足这般的要求。角接触球轴承必须相向或相对安装，图中给出的是常用的安装方式，如有尤其必须能够查阅关联资料或咨询轴承供应商设计安装方式。图3.3-1-5中滚珠丝杠末端安装的轴承可按照实质状况选择深沟球轴承或调心球轴承。
下面，咱们重点描述一下直线导轨的装配办法。
图3.3-1-3中所示的结构为工程中最为广泛的需求有高精度和高刚性运行状态的直线导轨的装配方式，其安装过程如下：
1：运用油石仔细清理干净安装面的毛刺、伤痕、杂物；
2：运用标准直尺检测安装面的平面度，若平面度不符合需求则必须修整安装面或对安装面进行适度地刮研；
3：打开直线导轨包装，运用清洗油将直线导轨上的防锈油清理干净；
4：将直线导轨轻放在安装座上后，带上装配螺钉（不拧紧装配螺钉）后，将直线导轨与底座上主导轨侧面基准面轻微靠紧。
5：用虎口台钳锁紧直线导轨，使直线导轨有基准标记的一面与主导轨侧面基准面靠紧；
6：运用扭力扳手根据规定的力矩按次序锁紧装配螺钉；
7：将主导轨（基准导轨）的两个滑块固定在工作台上（重视先使滑块的侧面紧靠滑块侧面基准面后才能够锁紧安装螺钉），将副导轨（从动导轨）及其上的滑块分别临时固定在安装底座上和工作台上；
8：将千分表吸附在工作台上靠副导轨一边，千分表的测绘端子与副导轨上的滑块接触，从直线导轨的一端向另一端缓慢移动工作台，一边调节副导轨与主导轨之间的平行度，一边按次序由轻到重的紧固装配螺钉；
9：重复第8步数次，直到调节好副导轨与主导轨之间的平行度并按规定的扭矩锁紧直线导轨为止；
10：运用第8步的办法锁紧副导轨上的滑块。
直线导轨的安装是一项非常必须经验和耐心的工作，一旦直线导轨安装欠好，则设备运行精度则无从谈起。一般，在设备有振动或冲击的状况下，直线导轨侧面（双导轨侧）必须设计有止动螺丝，如下图所示。
图3.3-1-6
图3.3-2
此刻，市场上有不少厂家将这种滚珠丝杠配直线导轨的公司集作为一个标准组件——单轴机械手（Single Axis Actuator），如图3.3-2所示。这般看起来结构紧凑、外形美观，况且因为供应商为大批量的标准化生产，成本优惠。一般，区别的厂家都有区别精度等级的单轴机械手供给，非常适合中小负载的场合运用。
此刻，越来越多的设计师选取这种标准件代替自己设计制作，一方面能够降低成本，另一方面能够节约时间。一般，这种单轴机械手配有3个传感器，它们分别是：两端的极限传感器和中间的原位传感器（初始位置传感器）。因此，能够直接在上面安装步进电机或伺服电公司成开环或半闭环掌控系统；倘若是高精度运用场合，亦能够自己配置磁栅尺或光栅尺形成全闭环系统。
必须重视的是：因为滚珠丝杠的运动是可逆的，因此，滚珠丝杠公司在竖直运用的时候——出于安全的思虑——必须设计防逆转公司或自动锁紧安装。一般的做法是：1、在滚珠丝杠与电机之间增多蜗轮蜗杆减速机或超越离合器；2、运用带刹车的电机；3、设计自动锁紧公司，如：电磁锁紧夹具或气动夹具；4、增多负载重力平衡安装。
步进电机驱动同步带+直线导轨的直线运动公司
同步带传动是由于一条内周表面设有等间距齿的环形皮带和拥有相应齿的带轮所构成，运行时，带齿与带轮的齿槽相啮合传递运动和动力，它是综合了皮带传动、链传动齿轮传动各自优点的新型带传动。由此可见，同步带拥有如下的特点：
（1）传动准确，工作时无滑动，拥有恒定的传动比；
（2）传动安稳，拥有缓冲、减振能力，噪声低；
（3）传动效率高，达到0.98，节能效果显著；
（4）守护保养方便，不需润滑，守护花费低；
（5）速比范围大，通常达到10，线速度达到50m/s，拥有很强的功率传递范围，达到几瓦到几百千瓦；
（6）可用于长距离传动，中心距达到10m以上；
（7） 相针对V型带传送，预紧力较小，轴和轴承上所受载荷小。
正是因为同步带拥有以上这些特点，因此在工厂自动化设备中得到了广泛的运用。显然，同步带拥有三种重点应用方式：（1）传递旋转运动；（2）拖动工作台或机械手做直线往复运动；（3）传输制品时做传送带运用。
因为在圆周运动的传动中，同步带的运用结构与普通皮带类似，勿需咱们做太多的说明；以上第二种与第三种应用都属于直线运动应用，下面，咱们要关注的是同步带在直线运动场合的运用办法。当然，在直线运动场合中，它相针对滚珠丝杠来讲最大的缺点便是传动精度相对较低；然则，它相针对滚珠丝杠来讲，亦拥有安装精度需求低，减震性能好、成本优惠的显著优良。图3.3-3所示为同步带直线往复运动公司的典型结构。
图3.3-3
1：驱动电机
2：同步带齿形压板
3：同步带
4：同步带惰轮(从动轮)
5：同步带张紧板
6：张紧螺钉防松螺母
7：张紧螺钉
8：直线导轨
9：直线导轨滑块
10：工作台
11：同步带主动轮
12：主动轮轴承座
重视：上图中同步带从动轮为惰轮，带轮中转配有轴承。运用惰轮做从动轮的优点是支撑座结构简单，节约加工成本和装配成本。
同步带的选型计算办法与普通皮带类似，各参数按照供应商供给的样本目录确定。其重点计算参数亦便是皮带能够传递的功率容量。
安装同步带时必须重视：安装同步带时，必要先将带轮的中心距缩短，装好同步带后，再使中心距复位。张紧时张紧力适中就好，勿需过度张紧。
关于皮带结构的设计问题，这儿顺便说一下：在运用平皮带的时候，一般必须将带轮设计成中间大，两头小的鼓型，这般才可防止皮带跑偏。
步进电机驱动齿轮齿条的直线运动公司
齿轮齿条公司亦是一种在工业上广泛运用的将旋转运动转换为直线运动的公司，它拥有高精度、高负荷、高刚性、高速度等特点。因此，一般在各类机床以及必须快速精确定位的设备中运用，最为典型的应用便是龙门铣床中的主轴移动公司。因此，诸位亦非常有必要仔细认识其设计运用办法。
图3.3-4
如图3.3-4所示，这是齿轮齿条在工厂自动化设备中常用的结构，图中负载工作台和工作台底座能够互换，即亦能够用图中所示的负载工作台做为工作台底座固定不动而让图中所示的工作台底座做负载工作台在齿轮的驱动下做直线往复运动。必须重视的是：当选取区别工作台做为负载工作台时，在计算负载惯量时必须计算的负载质量的部件选取要正确。
咱们把图3.3-4中所示的公司略加变化就可形成图3.3-5所示的公司。
图3.3-5
图3.3-6
图3.3-6所示为图3.3-5的传动公司简图，由图3.3-6能够看出：这是一个行程放大公司，移动齿条的行程是齿轮行程的两倍。倘若将图3.3-6中所示的公司再做进一步的变换能够得到如图3.3-7中所示的公司简图。
图3.3-7
如图3.3-7所示，由3.3-6变换之后的公司中移动齿条的行程是曲柄长度的4倍。
上面介绍了自动化设备中常用的电机驱动原件：滚珠丝杠、同步带和齿轮齿条常用的结构方式。请诸位重视：咱们说到的是“常用”二字，在实质运用过程中，应该按照设备自己的功能、结构、工况等详细工程环境在常用结构的基本上进行变化和创新设计，切不可拘泥于任何书本上见到的现成的东西。灵活运用、随机应变是一个机械设计师基本素质，亦仅有这般设计出来的设备才是最适合自己运用工况的设备、最恰当的设备。
倍速链基本知识
接下来咱们简略地介绍一下在现代工厂自动化流水线中广泛运用的一种传送链——倍速链。在自动化流水线中运用的物料传送重点有两种：皮带传送和链传送。而皮带和普通的滚子链在各类教材中都有详尽的解说，在这儿咱们只是简单的介绍一下教材中无说到的而工厂中广泛运用的倍速链。倍速链一般亦被叫作为：自由节拍传送链、差速链、差动连，工程上较为广泛的叫法是倍速链。如图3.3-8所示为实物图，图3.3-9所示为结构图。
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图3.3-8
图3.3-9
下面咱们介绍一下其详细结构，诸位只必须有一个大致的认识就能够，只要在实质运用中有这么一个东西就好了。由于，此刻市场上有非常多链传动供应商都能供给倍速链线，而且由于其专业设计生产这类制品，因此她们能做得非常精美况且价格便宜。因此，诸位倘若不是在链条制造企业做流水线体设计，大可不必花费精力钻研。咱们在这儿做介绍的目的亦只是对学校教材的内容做的一点弥补罢了，让诸位对其特性有一个认识，晓得在什么时候必须运用这个制品。
由图3.3-9中能够看出，倍速链结构与普通的滚子链结构类似，其重点结构件有6种：外链板、内链板、销、套筒、滚子、滚轮。
一般，滚子和滚轮都是由于工程塑料制作而成的。当然，重载或有特殊需求的时候除外。
在连接上：销与外链板采取过盈协同方式；销与内链板为间隙协同；销与套筒采用间隙协同方式；套筒与滚轮之间亦采用间隙协同方式，以使它们之间能够相对转动；滚轮与滚子之间亦采用间隙协同方式，以使它们之间能够相对转动，降低工作时相互之间的磨损。
在实质运用时：一般倍速链滚子由专用的铝型材支撑，而滚轮上面则放制品或工装夹具，在各工位能够配置阻挡安装挡停并定位工装夹具或制品而链则能够连续运行。而此刻工厂一般运用的阻挡安装都是一款专门为流水线设计的阻挡气缸，如图3.3-10所示。
图3.3-10
倍速链传送拥有以下优点：
1、链条以低速运行，而被传送的制品或工装夹具能得到成倍于链条速度的移动速度（一般，倍速链设计增速为：制品移动速度为链条速度的2.5—3倍），加强传送效率。
2、由于倍速链滚轮与被传送制品之间为滚动摩擦，因此，倍速链能够以恒定速度连续运行而被输送制品能够在任意位置停止而不损坏链条。因此，咱们能够采用三相异步交流电机驱动，掌控简单、成本优惠。这些正是流水线生产所期望的。
3、由于滚轮一般由塑料制作，因此，运行安稳、噪音低、耐磨损。 正是基于其拥有以上三大优点，因此，在工厂流水线中运用非常广泛。流水线的工作方式和原理亦是工厂自动化设备设计是的重要参照。因此，有机会的话，大众能够多瞧瞧各样区别制品的流水线，仔细揣摩其中的道理。
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发表于 2024-8-4 10:22:37
