Глава 4. Характеристики нагрузки и скорости электрического линейного привода

При разработке нового проекта для вашей компании необходимо учитывать множество характеристик, чтобы выбрать решение, идеально подходящее для электрического линейного перемещения.

 

Задавая индивидуальные параметры, такие как характеристики ходового винта, количество оборотов двигателя в минуту (об/мин), передаточное отношение и скорость электрического привода, компания TiMOTION подбирает привод с возможными нагрузками и скоростями в соответствии с вашими потребностями.

 

Различные типы ходовых винтов

Тип выбранного ходового винта частично определяет скорость электрического привода и его нагрузку. TiMOTION производит электрические линейные приводы с резьбовым ходовым винтом или с шарико-винтовой парой. Используется три типа резьбы: прямоугольная, трапецеидальная и треугольная.  

 

Резьбовой ходовой винт

TiMOTION изготавливает винт с трапецеидальной резьбой (используется с трапецеидальной гайкой). Трапецеидальная резьба выдерживает большую нагрузку, но не позволяет работать так же быстро, как шарико-винтовая пара, из-за повышенного трения между гайкой и резьбой винта. Резьбовой винт может быть использован во всех электрических приводах TiMOTION, например в TA2, TA4, TA6, TA23.

 

Ходовой винт с шарико-винтовой парой

В наших электрических линейных приводах используется и другой тип ходового винта — с шарико-винтовой парой. Это относится к MA1. Шарико-винтовая пара создает меньшее трение, чем трапецеидальная резьба, и вращение шариков гайки по круговой траектории вокруг винта оказывается лучше, чем скольжение в трапецеидальной резьбе. Следовательно, шарико-винтовая пара позволяет использовать более высокие скорости. Однако шарико-винтовой механизм исключает преимущества самоторможения, и требуется механический тормоз, для того чтобы помочь приводу не втянуться под нагрузкой и удержать шток в заданном положении.

 

Спецификации

Характеристики ходового винта также оказывают значительное влияние на скорость электрического привода и особенно на допустимую нагрузку. Характеристики ходового винта зависят от шага резьбы, хода резьбы и числа заходов.

 

Шаг резьбы — это расстояние между соседними вершинами профиля резьбы в направлении, параллельном оси резьбы. Ход резьбы — это линейное расстояние, проходимое гайкой за один полный оборот винта. Число заходов резьбы — это количество начальных выступов резьбы на винте.

Скорость вращения (об/мин) и передаточное отношение

Еще одним фактором, определяющим скорость и нагрузку электрического привода, являются задаваемая скорость вращения и передаточное отношение зубчатой передачи.

 

Передаточное отношение представляет собой отношение количества оборотов в минуту (об/мин) ведущей шестерни к числу оборотов в минуту ведомой шестерни. Например, если ведущая прямозубая шестерня имеет 12 зубьев, а ведомая шестерня — 24 зуба, то ведомая шестерня в два раза больше ведущей. Чтобы ведомая шестерня сделала один оборот, ведущая шестерня должна повернуться дважды, поэтому передаточное отношение равно 2:1.

 

В зависимости от требуемого соотношения усилия и скорости в зацепление могут быть добавлены дополнительные шестерни. В электрическом линейном приводе связь усилия и скорости описывается следующей формулой: механическая мощность = усилие × скорость.

 

Как это используется? Предположим, что в вашем случае прилагается особенно большая нагрузка. В этом случае TiMOTION может добавить дополнительные шестерни и изменить передаточное отношение, чтобы создать в механизме больший крутящий момент, что в конечном итоге позволит приложить к ходовому винту большее перемещающее усилие.

 

 

Требуемая механическая мощность

При определении скорости и нагрузки электрического привода также учитывают значение механической мощности, которая потребляется приводимым в действие устройством. Эта мощность измеряется в ваттах. В отношении тока, скорости и нагрузки двигателей постоянного тока следует помнить следующую основную информацию: при увеличении нагрузки ток увеличивается, а скорость имеет тенденцию к снижению (как показано на графиках выше).

 

Помимо этой фундаментальной взаимосвязи, на нагрузку и скорость влияет множество других электромеханических параметров, например тип используемого источника питания или мощность двигателя. При производстве электрических приводов TiMOTION учитывает каждый из этих параметров, чтобы выбрать наиболее подходящее решение для своих клиентов.

 

TiMOTION выпускает трансформаторы, совместимые с нашими электрическими линейными приводами и дающие на выходе 12, 24 и 36 В постоянного тока. Поскольку большинство приводов TiMOTION работает на постоянном токе, наши блоки управления могут преобразовывать переменный ток в постоянный, чтобы клиенты могли подключать свое оборудование к розеткам с напряжением 220 В переменного тока.

 

TiMOTION также может интегрировать в блок управления трансформатор импульсного типа (Switch Mode Power Supply) или тороидальный трансформатор. Трансформаторы импульсного типа можно запитывать от сетей 110 и 220 В переменного тока, что позволяет нашим клиентам подключать свою продукцию к различным розеткам во всех странах мира.

 

Далее приведены сводные таблицы обозначений и коэффициентов пересчета. В первой таблице указаны характеристики напряжения; во второй — коэффициенты пересчета ньютонов (Н) в фунт-силы и килограмм-силы (кгс); в третьей — коэффициенты пересчета миллиметров (мм) в дюймы.

 

Указание величины напряжения

 

12 вольт (пост.)	12В (пост.)	12 В(пост.)
24 вольта (пост.)	24В (пост.)	24 В(пост.)
36 вольт (пост.)	36В (пост.)	36 В(пост.)
48 вольт (пост.)	48В (пост.)	48 В(пост.)
110 вольт (пер.)	110В (пер.)	110 В(пер.)
220 вольт (пер.)	220В (пер.)	220 В(пер.)

 

 

 

Пересчет единиц силы (Н — фунт-силы — кгс)

 

1 ньютон (Н)	0,22481 фунт-силы
1 ньютон (Н)	0,1 килограмм-силы (кгс)

 

 

 Длина (мм — дюймы)

 

1 миллиметр (мм)

0,03937 дюйма

 

На этом глава о нагрузках и скорости завершается. Мы надеемся, что она позволила вам лучше понимать, как определяются эти параметры при проектировании привода и как выбирается наиболее подходящее решение для вашего проекта.

 

Следующая глава будет посвящена степени защиты оболочки (IP), которая обеспечивает дополнительную защиту электрических приводов от твердых частиц и жидкостей.

 

Если у вас возникли дополнительные вопросы или вы хотели бы получить помощь в реализации вашего проекта, обращайтесь в ближайший отдел продаж!