第4部：電動推桿的負荷及速度特性

 

不論您是否正在為下一個大型專案計畫努力，或是「為您自己做」(DIY)在家工作，為您的應用選擇正確的電動直線推桿系統時，有很多因素要考量。修改各種軸心類型、軸心規格、馬達每分鐘轉速 (RPM)、齒輪比及供應推桿之動力的組合，TiMOTION(第一傳動)可以控制推桿負荷和速度的能力。這些特性取決於交互操作高品質及耐用的電動推桿。

 

 

螺桿類型

 

螺桿（或螺絲）的類型，會部分決定電動推桿移動的速度和及負荷能力。TiMOTION(第一傳動)生產電動推桿，以2種類型的螺桿、導螺桿及滾珠螺桿的其中1種為其特色。有3種導螺桿的螺紋類型：方螺紋、梯形螺紋及鋸齒螺紋。

 

導螺桿

TiMOTION(第一傳動)以梯形螺紋生產導螺桿（適合梯形核心）。梯形螺紋有高度的負荷能力，但因為核心和螺紋間增加的摩擦力，所以速度沒有滾珠螺桿快。然而，梯形導螺桿是更為節省和高度可信賴的解決方案，我們可以傳遞給顧客。TiMOTION(第一傳動)製造的大部分電機椎桿使用梯形螺紋導螺桿，可見於我們的TA2、TA4、TA6、TA23及許多型號。

 

TA2	TA4

 

TA6	TA23

 

滾珠螺桿

TiMOTION(第一傳動)在電動直線推桿中使用的另一種螺桿，為滾珠螺桿。滾珠螺桿的摩擦力較梯形螺桿為小，螺紋軸提供滾珠軸承一個環狀通路（在一個滾珠核心中），較滑動摩擦在梯形核心上造成的更為精確。因此，滾珠螺桿更為有效，也可以高速移動。然而，滾珠螺桿上一般來說，沒有自我鎖定的力量，因此制動器機制可以協助反向驅動並維持負荷的位置。滾珠螺桿常用於我們的MA1電動推桿型號選擇。

 

MA1

 

螺桿規格對於推桿移動速度也有很大的影響，但大部分是支撐負荷的能力。軸心（或螺桿）的規格包括：強度、導線及啟動次數。強度為螺桿螺紋上的波峰至鄰近螺紋相等波峰的軸距。導線為螺桿在軸上移動一圈（360度）的線性距離。啟動為獨立螺紋纏繞在螺桿上的次數。

 

這些是什麼意思？螺蚊角度會決定核心在軸上下移動的速度。角度越陡移動越快，反之亦然。軸心上越多啟動，則螺紋角度越陡（如上圖所示）。然而，速度和自我鎖定能力之間有個權衝。核心在軸心上下移動越快速，一般來說代表自我鎖定力量下降（在核心停止時，本能維持負荷的位置）。

 

 

轉速和齒輪比

 

控制推桿速度和負荷時，考慮的另一件事為調整齒輪設定的轉速和齒輪比。齒輪比為驅動器每分鐘轉速 (RPM) 和驅動齒輪每分鐘轉速 (RPM) 的次數比。舉例來說，若驅動器正齒輪有12齒，驅動正齒輪有24齒，則驅動正齒輪是驅動器正齒輪的2倍。驅動齒輪每轉1圈，驅動器齒輪必須轉2圈，則其齒輪比為2:1。

 

另有額外的齒輪附加至方程式中，依照要求的力量及速度決定，力量和速度藉由「機械能 = 力量*速度」的公式連結至推桿上。 因此，這些是什麼意思？假設特定應用需要的負荷很高。在此情況下，TiMOTION(第一傳動)可增加更多的齒輪以調整齒輪比，推桿產生更多轉矩，最後可以在軸心上增加更多力量，使其移動。

 

 

機械動力要求 

 

操作電動推桿的負荷和速度時，也可考慮應用需求的機械動力總量（動力以瓦特計算）。記住DC馬達之電流、速度及負荷的要點為，當負荷增加時，電流會增加，速度則會降低（如上方圖表所示）。除了這個主要的關係之外，很多其他的電機參數也會影響負荷及速度，例如使用的電源或馬達效能。TiMOTION(第一傳動)的工程師負責選擇正確的參數，以符合顧客的應用需求。

 

TiMOTION(第一傳動)提供電源以支援我們的12V DC、24V DC或36V DC電動推桿。大部分的TiMOTION(第一傳動)推桿以直流電 (DC) 運作，我們的控制盒可以轉換交流電 (AC) 為直流電，因此顧客可以將其應用接在牆上。TiMOTION(第一傳動)可以整合SMPS變壓器（開關模式電源），以及環形變壓器至控制盒中。SMPS變壓器支援110V AC 及 220V AC輸入，讓世界各地的顧客將其產品接至不同的輸出。

 

以下3個圖表可協助瞭解項目用途及轉換。第1個常見的電壓表示可用於互換，第2個為牛頓 (N) 轉換為磅 (Lbs.) 和公斤 (kg)，最後1個是公釐 (mm) 轉換為英寸 (In)：

 

電壓表示

12 Volts DC	12V DC	12 VDC
24 Volts DC	24V DC	24 VDC
36 Volts DC	36V DC	36 VDC
48 Volts DC	48V DC	48 VDC
110 Volts AC	110V AC	110 VAC
220 Volts AC	220V AC	220 VAC

 

重量轉換（N 轉換為 lbs. 和 kgs）

1 牛頓 (N)	.22481 磅 (lbs)
1 牛頓 (N)	.1 公斤 (Kg)

 

距離（mm 轉換為 in.）

1 公釐 (mm)

.03937 英吋  (in)

 

我們希望這個可以協助您更佳瞭解及建立電動直線推桿。在下一個部分，我們將會著眼於液體和灰塵防護的IP等級，可附加於電動推桿，以及潤滑進入電動直線推桿。若您有進一步的問題及／或想詢問您的下一個應用，TiMOTION(第一傳動)很樂意協助您。我們專門與顧客配合，針對其線性移動系統的需求，提供優質的解決方案。

 

 

延伸閱讀:
→	第1部：何為電動直線推桿？
→	第2部：電動直線推桿的配件
→	第3部：電動直線推桿的安全特性選擇
→	第5部：電動推桿的IP等級和潤滑
→	第6部：應用於電動直線推桿的位置反饋傳感器
→	電動推桿的基本指南
→	如何挑選合適的電動直線推桿?
→	3種傳動系統的優缺點：氣動、液壓及電動