Линейный шаговый двигатель, также известный каклинейный шаговый двигатель, представляет собой магнитный сердечник ротора, взаимодействующий с импульсным электромагнитным полем, генерируемым статором, для создания вращения, линейный шаговый двигатель внутри двигателя для преобразования вращательного движения в линейное движение. Линейные шаговые двигатели могут выполнять линейное движение или линейное возвратно-поступательное движение напрямую. Если в качестве источника питания используется вращающийся двигатель для преобразования в линейное движение, требуются шестерни, кулачковые структуры и механизмы, такие как ремни или провода. Первое введение линейных шаговых двигателей было в 1968 году, и на следующем рисунке показаны некоторые типичные линейные шаговые двигатели.
Основной принцип работы линейных двигателей с внешним приводом
Ротор линейного шагового двигателя с внешним приводом представляет собой постоянный магнит. Когда ток протекает через обмотку статора, обмотка статора создает векторное магнитное поле. Это магнитное поле заставляет ротор вращаться под определенным углом, так что направление пары магнитных полей ротора совпадает с направлением магнитного поля статора. Когда векторное магнитное поле статора вращается на угол. Ротор также вращается под углом с этим магнитным полем. Для каждого электрического импульсного входа электрический ротор поворачивается на один угол и перемещается на один шаг вперед. Он выдает угловое смещение, пропорциональное количеству входных импульсов, и скорость, пропорциональную частоте импульсов. Изменение порядка подачи питания на обмотки реверсирует двигатель. Таким образом, вращение шагового двигателя можно контролировать, управляя количеством импульсов, частотой и порядком подачи питания на обмотки двигателя каждой фазы.
Двигатель использует винт в качестве выходной оси, а внешняя приводная гайка входит в зацепление с винтом снаружи двигателя, что позволяет предотвратить поворот гайки винта относительно друг друга, тем самым достигая линейного движения. Результатом является значительно упрощенная конструкция, которая позволяет использовать линейные шаговые двигатели напрямую для точного линейного движения во многих приложениях без установки внешней механической связи.
Преимущества линейных двигателей с внешним приводом
Прецизионные линейные винтовые шаговые двигатели могут заменить цилиндры внекоторые приложения, достигая таких преимуществ, как точное позиционирование, контролируемая скорость и высокая точность. Линейные винтовые шаговые двигатели используются в широком спектре приложений, включая производство, точную калибровку, точное измерение жидкости, точное перемещение положения и многие другие области с высокими требованиями к точности.
▲Высокая точность, повторяемая точность позиционирования до ±0,01 мм
Линейный винтовой шаговый двигатель уменьшает проблему интерполяционной задержки благодаря простому передаточному механизму, точности позиционирования, повторяемости и абсолютной точности. Этого легче достичь, чем «вращательный двигатель + винт». Точность повторного позиционирования обычного винта линейного винтового шагового двигателя может достигать ±0,05 мм, а точность повторного позиционирования шарикового винта может достигать ±0,01 мм.
▲ Высокая скорость, до 300 м/мин
Скорость линейного шагового двигателя составляет 300 м/мин, а ускорение — 10g, в то время как скорость шарико-винтовой передачи составляет 120 м/мин, а ускорение — 1,5g. Скорость линейного шагового двигателя будет еще больше улучшена после успешного решения проблемы нагрева, в то время как «вращательная скорость» серводвигателя и шарико-винтовой передачи ограничена по скорости, но ее трудно улучшить еще больше.
Длительный срок службы и простота обслуживания
Линейный шаговый двигатель с винтовой передачей подходит для высокой точности, поскольку нет контакта между подвижными и неподвижными частями из-за монтажного зазора и нет износа из-за высокоскоростного возвратно-поступательного движения двигателей. Шариковый винт не может гарантировать точность при высокоскоростном возвратно-поступательном движении, а высокоскоростное трение вызовет износ гайки винта, что повлияет на точность движения и не сможет удовлетворить требования высокой точности.
Выбор внешнего приводного линейного двигателя
При создании продуктов или решений, связанных с линейным перемещением, мы предлагаем инженерам сосредоточиться на следующих моментах.
1. Какова нагрузка системы?
Нагрузка системы включает статическую нагрузку и динамическую нагрузку, и часто величина нагрузки определяет базовый размер двигателя.
Статическая нагрузка: максимальная нагрузка, которую может выдержать винт в состоянии покоя.
Динамическая нагрузка: максимальная нагрузка, которую может выдержать винт во время движения.
2. Какова линейная скорость вращения двигателя?
Скорость работы линейного двигателя тесно связана с шагом винта, один оборот винта равен одному шагу гайки. Для низкой скорости целесообразно выбирать винт с меньшим шагом, а для высокой скорости целесообразно выбирать винт с большим шагом.
3. Каковы требования к точности системы?
Точность винта: точность винта обычно измеряется линейной точностью, т.е. погрешностью между фактическим ходом и теоретическим ходом после того, как винт совершит полный сухой оборот.
Точность повторного позиционирования: точность повторного позиционирования определяется как точность системы, позволяющая ей многократно достигать заданной позиции, что является важным показателем для системы.
Люфт: люфт винта и гайки в состоянии покоя, когда два осевых относительных подвижных значения. По мере увеличения рабочего времени люфт также будет увеличиваться из-за износа. Компенсация или исправление люфта может быть достигнуто с помощью гайки устранения люфта. Когда требуется двунаправленное позиционирование, люфт является проблемой.
4. Другие варианты
При выборе необходимо также учитывать следующие вопросы: Соответствует ли монтаж линейного шагового двигателя механической конструкции? Как вы будете соединять движущийся объект с гайкой? Каков эффективный ход винтового стержня? Какой тип привода будет подобран?
Время публикации: 16 ноября 2022 г.