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电动缸工作原理型号及应用

发布时间:2025/6/24 12:44:22   
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01电动缸的由来随着自动化生产的不断改进,电动缸也应运而生。电动缸的出现完美的替代了市场上原来的液压缸和气缸。电动缸可以说是液压缸和气缸的最佳替代品,并且实现环境更环保,更节能,更干净的优点,很容易与PLC等控制系统连接,实现高精密运动控制。

PLC是一种具有微处理器的数字电子设备,用于自动化控制的数字逻辑控制器,可以将控制指令随时加载存储器内存储与运行。PLC大多具有可扩展通信网络模块的功能,简单的PLC以BUS缆线或RS-方式通信链接,较高端的PLC会采用USB或以太网方式做通信链接。它使PLC与PLC之间、PLC与个人计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信网络功能,它和计算机一样具有RS-接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。

02电动缸的工作原理

电动缸的工作原理是:以电力作为直接动力源,采用各种类型的电机(如AC伺服电机、步进伺服电机、DC伺服电机)带动不同形式的丝杠(或螺母)旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为螺母(或丝杠)的直线运动,再由螺母(或丝杠)带动缸筒或负载做往复直线运动。

传统的电动缸一般采用电动机驱动丝杠旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为螺母的直线运动。

近些年新兴的“螺母反转型”电动缸(如整体式行星滚柱丝杠电动缸)采用相反的驱动方式,即驱动螺母旋转,并通过构件间的螺旋运动转化为丝杠的直线运动。

1.运动转换机构

电动缸主要采用螺旋丝杠传动机构将旋转运动转换为直线运动。螺旋丝杠传动主要有螺母螺杆传动、滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。普通的螺母螺杆机构由于传动摩擦阻力大、传递效率低等缺点而逐渐被淘汰,目前较常用的是滚珠丝杠传动和行星滚柱丝杠传动等。滚珠丝杠是目前电动缸最常用的传动元件之一,其主要功能是将旋转运动转换成直线运动,或将转矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于很多滚珠在滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间做滚动运动,所以采用滚珠丝杠的电动缸能得到较高的运动效率。

2.减速机构

电动缸的减速机构可选用同步带、行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器等。

同步带传动:由一根内周表面设有等间距齿形的环行带及具有相应吻合的轮组成。它综合了带传动、链传动和齿轮传动的优点。同步带传动多用于折返式电动缸上。同步带传动具有传动准确,传动比恒定,传动平稳等优点。部分电动缸在减速装置的选择上采用了行星齿轮减速机构。

行星齿轮传动:是使一个或一个以上的行星轮的轴线绕中心轮的固定轴线回转的齿轮传动。行星齿轮传动具有体积小、质量轻、承载能力高等优点。

谐波齿轮减速器:是一种靠中间柔性构件弹性变形来实现运动和动力传动的装置的总称。谐波齿轮传动具有结构简单、体积小、承载能力大,传动比范围大、运动精度高、齿面磨损小而均匀等优点。

3.控制系统

伺服电动缸的核心部件为伺服电机,电动缸系统利用伺服电机的闭环控制特性,伺服电机驱动器本身也具有位移、速度、转矩等多种控制模式,但为了控制策略的自由性和多样性从而实现位移、速度、加速度曲线品质的优化,利用PC机、运动控制器或PLC、执行和辅助单元建立开放式的控制系统,采用闭环控制进一步提高控制品质。该技术与计算机控制技术相结合,可以实现对伺服电动缸推杆位移、速度、推力、加速度的高精度动态闭环控制,为伺服电动缸控制提供了技术基础。利用现代运动控制技术、数控技术及网络技术实现程序化、网络化、智能化控制。

电动缸主要由伺服电机、电动缸体、传动装置和位置反馈装置等组成。其主要功能是通过PC机或HMI输入控制命令信号给运动控制卡或运动控制器,然后经过设定运动指令、插补算法、路径规划等发送指令给伺服驱动器,伺服驱动器根据指令驱动伺服电机运转,通过减速器、换向齿轮传动或同步带机构带动滚珠丝杠副旋转;丝杠螺母径向限位,在丝杠旋转力的驱动下与推杆一起做往复直线运动,在丝杠端部安装有多圈绝对值编码器作为位置反馈装置,也可以用伺服电机自带编码器作为位置反馈,实时反馈推杆位置。并且实时读取电动缸上编码器反馈值,获得电动缸的实际位置,上传给PC或HMI用于显示监控。具有手动功能、应急装置、锁定功能、极限限位、报警功能。

03电动缸的型号

电动缸的常见型号有:

直流电动缸(DC电动缸)直流电动缸是利用直流电动机的转动来驱动滑块或螺杆进行线性推动,常见的型号有TOMUUU2系列、DGR电动缸等。直流电动缸输出力矩较小,适用于低负载的场合。交流电动缸(AC电动缸)交流电动缸是利用交流电动机的转动来驱动滑块或螺杆进行线性推动,常见的型号有DGR-AC电动缸、FESTOELGC等。交流电动缸输出功率大,适用于高负载的场合。步进电动缸步进电动缸的运动较稳定,不需要使用编码器进行反馈控制,常见的型号有ERD系列、SFC50型等。但步进电动缸的精度有限,输出力矩比较小。伺服电动缸伺服电动缸适用范围广,具有很高的精度和速度,常见的型号有SBSI系列、SMCLEP等。伺服电动缸可以进行闭环控制,输出力矩大。04电动缸的应用领域伺服电动缸应用于军工行业,如军工航空、雷达车辆等。伺服电动缸应用于娱乐行业,如动感座椅、健身器材、模拟赛车、娱乐9D设备、VR娱乐设备等。伺服电动缸应用于工业行业,如橡塑设备、电子组装设备、手机装配设备、伺服压力机、整盘充填机、生产线自动化等。伺服电动缸应用于汽车行业,如汽车模具压装设备、零件压装设备等。▌声明:来源于网络,由液压说整理发布,转载请注明▌编辑:液压说

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