Kiến thức về bộ truyền động dành cho kỹ sư thiết kế máy – Phần 1

Cấu tạo xi lanh điện SEMC

Phần 1

  1. Lựa chọn cơ cấu truyền động phù hợp: có thanh hoặc không có thanh
  2. 10 mẹo để chỉ định bộ truyền động thanh
  3. Lựa chọn cơ cấu truyền động phù hợp: Vít nào?

Phần 2

  1. Lựa chọn cơ cấu truyền động phù hợp: Tính toán tuổi thọ của cơ cấu chấp hành (có thanh và không có thanh)
  2. Lựa chọn động cơ: Servo hoặc bước (hộp số)
  3. Lựa chọn động cơ: Gắn động cơ

Bộ truyền động tuyến tính điện hay còn gọi là xi lanh điện hoặc electric actuator được sử dụng trong suốt quá trình sản xuất, các ngành công nghiệp chế biến, xử lý vật liệu và nhiều ứng dụng công nghiệp để tạo ra chuyển động theo đường thẳng. Khi bạn cần chỉ định một bộ truyền động tuyến tính điện, hãy bắt đầu bằng cách trả lời những câu hỏi đơn giản sau:

  • Những gì cần phải được di chuyển?
  • Nó phải di chuyển bao xa và tốc độ?
  • Tải nặng bao nhiêu?
  • Có bao nhiêu không gian có sẵn cho hệ thống?
  • Các yêu cầu lực lượng là gì?

Câu trả lời cho những câu hỏi này sẽ giúp việc lựa chọn bộ truyền động trở nên dễ dàng hơn và đưa bạn đến quyết định ban đầu về việc chỉ định bộ truyền động cơ điện dạng trục đẩy hay bộ truyền động cơ điện không cần thanh truyền.

Chọn thiết bị truyền động phù hợp: Thiết bị truyền động có thanh và không có thanh

Một trong những bước đầu tiên để lựa chọn thiết bị truyền động điện là chọn giữa thiết bị truyền động kiểu trục đẩy ROD và thiết bị truyền động cơ điện không cần thanh RODLESS. Sự khác biệt chính giữa hai loại này là bộ truyền động kiểu thanh có một thanh kéo dài/thu lại, tương tự như xi lanh thủy lực. Bộ truyền động không cần thanh có một thanh trượt di chuyển dọc theo chiều dài của vật liệu đùn, tương tự như một thanh trượt khí nén.

Bộ truyền động Rodstyle thường cung cấp lực cao hơn và được thiết kế cho các ứng dụng đẩy, kéo hoặc nhấn. Họ cũng cung cấp bảo vệ xâm nhập mà không cần lá chắn.

Thiết bị truyền động Rodless hướng dẫn và hỗ trợ tải. Chúng thường không yêu cầu thanh dẫn bên ngoài cho tải và chúng tiết kiệm không gian vì vít hoặc vòng dây đai nằm bên trong thiết bị (nghĩa là trừ đi thanh kéo dài/thu lại). Bộ truyền động không cần thanh nhỏ hơn và gọn hơn so với kiểu thanh và thiết kế dây đai của chúng cho phép tốc độ di chuyển cao hơn; lên đến 100 đến 200 inch mỗi giây thay vì 20 đến 40 inch mỗi giây với bộ truyền động kiểu que.

Sự khác biệt thiết kế chính

Thiết bị truyền động Rodstyle

Xi lanh điện tải lớn

Thiết bị truyền động kiểu trục đẩy được điều khiển bằng vít. Một giá đỡ ổ trục duy nhất cho vít giúp dẫn hướng thanh đẩy. Điều này cho phép các ứng dụng lực cao hơn vì thanh đẩy thẳng hàng với vít và đai ốc, cho phép tạo ra lực đáng kể trên thiết bị. Động cơ có thể được lắp thẳng hàng (ngay phía sau bộ truyền động) hoặc ngược lại song song với bộ truyền động. Thiết kế này có giới hạn về độ dài hành trình và lực đẩy. Hành trình càng dài, tốc độ di chuyển càng chậm và lực tối đa càng thấp do lo ngại về độ vênh.

Thiết bị truyền động rodless

Bộ truyền động không cần trục có thể được điều khiển bằng vít hoặc điều khiển bằng dây đai. Thông thường, độ dài và tốc độ của ứng dụng sẽ xác định lựa chọn truyền động trục vít hoặc dây đai (nghĩa là lực và vận tốc). Thiết kế không cần thanh cho phép thời gian dài hơn và di chuyển nhanh hơn so với thiết bị truyền động kiểu thanh. Bộ truyền động không trục vít điều khiển bằng trục vít cho phép tạo ra lực lớn hơn, nhưng bị giới hạn về độ dài và tốc độ hành trình. Thiết kế dây đai cho phép tốc độ cao hơn nhưng lực thấp hơn vì lực bị giới hạn bởi dây đai. Bộ truyền động không thanh điều khiển bằng dây đai cho phép độ dài hành trình lên tới 4 mét.

Ví dụ ứng dụng: rod vs rodless

Thiết bị truyền động Rodstyle lý tưởng cho việc thay thế thủy lực: Bộ mô phỏng chuyển động, máy ép vòng bi, máy đẩy khuôn và máy đùn. Chúng cũng có thể được sử dụng để thay thế khí nén như hệ thống xoay và định vị cổng/cửa.

Bộ truyền động không cần trục là lý tưởng để thay thế các thanh trượt khí nén, chẳng hạn như cho hệ thống giàn, di chuyển tải trọng ở khoảng cách xa, cắt/cắt và các môi trường hạn chế về không gian.

xi lanh điện dạng trượt (slide type)

10 mẹo để chỉ định bộ truyền động điện

Có thể chia thành ba loại. Sử dụng đồ họa thông tin này làm danh sách kiểm tra để đảm bảo bạn bao gồm mọi thứ bạn có thể cần khi bắt đầu định cỡ bộ truyền động của mình:

  1. Tính toán đúng = thực hiện đúng
  2. Biết khả năng của bộ truyền động của bạn
  3. Cân nhắc về môi trường

truyền động tuyến tính

1. Tính toán phù hợp bằng hiệu suất phù hợp

Điều quan trọng cần nhớ là tính toán càng chính xác càng tốt cho bộ truyền động điện. Đối với một dạng năng lượng khác, chẳng hạn như xi lanh thủy lực hoặc khí nén, việc tăng kích thước hệ thống thủy lực hoặc khí nén thường dễ dàng hơn một chút. Nhưng nếu bạn làm quá khổ một thiết bị truyền động điện, chi phí sẽ tăng lên nhanh chóng. Hãy chắc chắn rằng nó có kích thước cho các nhu cầu chính xác.

Bạn cũng cần biết vận tốc và tốc độ tới hạn cũng như mức độ chính xác cần thiết.

2. Biết khả năng của bộ truyền động của bạn

Ở đây, yếu tố chính là chu kỳ nhiệm vụ. Đảm bảo bộ truyền động phù hợp với ứng dụng. Chu kỳ làm việc 100% rất khác so với việc nâng và hạ bàn làm việc mỗi ngày một lần.

Bạn cũng nên tránh tải ngang bằng cách tạo hướng dẫn—thiết kế tuân thủ một số quy định để cho phép tự căn chỉnh—cũng như khớp bộ truyền động với lực cực đại.

3. Cân nhắc về môi trường

Biết điều kiện hoạt động của bạn. Có bụi, sơn hoặc nước phun không? Một số bộ truyền động được thiết kế đặc biệt cho môi trường khắc nghiệt hơn.

Để xác định dễ dàng hơn, hãy tải xuống danh sách kiểm tra của chúng tôi để định cỡ kiểu thanh và bộ truyền động không cần thanh.

 

Lựa chọn cơ cấu truyền động phù hợp: Lựa chọn trục vít

Có rất nhiều yếu tố cần xem xét khi định cỡ một bộ truyền động điện. Một trong những yếu tố chính là sử dụng loại vít nào. Mỗi loại vít cung cấp một phạm vi lực, tuổi thọ và tốc độ khác nhau và điều đó sẽ ảnh hưởng đến lựa chọn của bạn.

Công nghệ trục vít

Vít bi và vít con lăn là hai loại chính thường được sử dụng trong bộ truyền động điện kiểu thanh.

Vít bi có bề mặt tiếp xúc tổng thể nhỏ hơn (làm hạn chế khả năng hấp thụ tải trọng lớn), nhưng vít ma sát thấp cho phép tăng tốc và không tạo ra nhiều nhiệt. Vít bi là lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ và định vị cao, ngoài ra chúng có chi phí thấp hơn so với vít con lăn.

Vít con lăn có diện tích bề mặt tiếp xúc tăng lên, cho phép chúng hấp thụ tải trọng lớn hơn. Nhưng ma sát nhiều hơn sẽ tạo ra nhiều nhiệt hơn. Chúng là lý tưởng cho các ứng dụng căng thẳng nhấn và lặp đi lặp lại. Vít con lăn thường cũng sẽ mang lại tuổi thọ làm việc lâu hơn nhiều.

Công nghệ xi lanh điện loại trục vít

Khi bạn xác định kích thước bộ truyền động của mình, bạn sẽ cần thực hiện các lựa chọn dựa trên một số thuật ngữ tiêu chuẩn.Các lựa chọn của bạn bao gồm:

  • Chiều dài hành trình tối đa tính bằng inch hoặc centimet
  • Mã vít: Loại vít (ví dụ: BN cho đai ốc bi và SN cho đai ốc đặc)
  • Turn per inch (lead): Số vòng quay của vít để có được một inch hành trình thẳng
  • Độ chính xác của chì (phản ứng dữ dội backlash): Đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng nhấn lặp đi lặp lại.
  • Lực đẩy tối đa: Khả năng của chính bộ truyền động, với vít được chỉ định. Hệ số giới hạn đối với những tải trọng và lực nào có thể được áp dụng với tổ hợp bộ phận và vít được chỉ định.
  • Xếp hạng tải động: Một tiêu chuẩn công nghiệp được sử dụng để tính toán tuổi thọ.
  • Thông tin này sẽ giúp bạn bắt đầu chỉ định bộ truyền động của mình. Bài đăng blog tiếp theo của chúng tôi sẽ bao gồm:

Thông tin này sẽ giúp bạn bắt đầu chỉ định bộ truyền động của mình.