为什么丝杠电机连接方法很重要

作者:汤姆森Thomaon 日期:19/10/19 09:50 浏览:26

设计工程师在选择用于丝杠应用的电机时可能犯的最常见错误之一是,假设电机和螺钉的集成方式无关紧要。适当集成的丝杠和电机可以降低成本,提高性能,简化维护并提供更大的原型灵活性。三种最常见的方法包括实现外部联轴器;将导螺杆和电机轴永久或半永久地融合在一起;并使用可分离的连接。比较这些选项时,请注意以下几点。


探索外部联轴器连接

外部联轴器是连接丝杠和电机的最常用方法。如图1所示,这是一个简单的圆柱体,其一端容纳电动机轴,而另一端容纳导螺杆。它具有较高的成本效益,可以拆卸维修,但是也有明显的缺点。减少冲程长度是主要的措施。


丝杠电机

图1外部联轴器与电机连接的最常见方法是使用外部联轴器


丝杠电机应用

图2通用3-D打印机应用程序垂直轴和水平轴上的联轴节限制了行程长度。


在图2所示的通用3-D打印机配置中,外部联轴器限制了垂直和水平轴上的行程长度,这最终减小了打印机在给定占地面积内可生产的产品的总体积。使用外部联轴器的其他缺点包括:

在联轴器附近需要额外的外部轴承以应对径向和轴向支撑,从而进一步减少了可用的行程长度。

增加了系统的整体惯性,从而导致更高的电机扭矩要求。

由于需要额外的紧固件,轴承和支撑,因此增加了系统的复杂性。

由于组件数量增加,系统重量增加。


检查永久连接

将丝杠直接连接到电机轴上可能是一种低成本的解决方案-尤其是仅考虑单个组件的成本时。一些制造商通过制造电动机来实现此目的,其中丝杠位于轴的末端。其他人则将特征加工到导螺杆的一端,然后直接安装到电动机轴上(图3),或者相反,他们可能将修改后的导螺杆安装到空心轴电动机上(图4)。用导螺杆替换电机轴的选择可能具有成本效益,但需要复杂的组装,这必须在电机制造厂完成。这种集成方法也可以永久使用。如果导螺杆或电机有问题,则可能需要更换整个单元。


如图3所示,将沉头孔丝杠安装到标准电动机轴上可能是一种廉价的连接方法。通常,使用机加工的滚花,粘合剂和/或横轴销来进一步限制导螺杆与电动机的连接并限制脱落的风险。尽管这可以提供附加的保护层,但它会使组件复杂化,并将导螺杆永久性地固定到电动机上。这种类型的集成需要定制的加工和高精度的装配,以防止在安装过程中发生未对准的情况。不正确的电动机和丝杠对准可能会导致不希望的系统振动并可能降低电动机性能。

丝杠电机

图3.沉头孔丝杠:另一种常见的沉头丝杠与电动机的联接方法是将沉头沉孔的丝杠压装到电动机的轴上。尽管具有成本效益,但是此方法可能会出现组装和系统对齐方面的问题。


将导螺杆固定到电动机上的另一种常用方法是将改良的导螺杆插入定制电动机的空心轴中,如图4所示。使用这种方法,制造商将轴颈加工到导螺杆的末端并插入它直接进入配合轴。尽管这种类型的组件可以产生比其他直接连接选项更长的行程长度,但仍需要精密加工,事实证明这种组件很难组装,并且在组装过程中可能增加丝杠未对准的风险。由于通常将导螺杆焊接到位以防止脱落,因此这种方法使得难以更换导螺杆并根据需要进行后续维护。另外,在精密的组装过程中,制造商还存在损坏电机内组件的风险。


丝杠电机

图4.空心轴压装。集成的另一种常用方法是将定制加工的导螺杆压装到空心轴电机中。此方法需要困难的组装过程,不允许轻易更换丝杠,并且在组装过程中可能损坏电机


像其他永久连接方法一样,这种类型的组装也作为一个完整的组件出现,如果导螺杆或电机的任何单个组件故障,则需要完全更换。当组件的灵活性可以降低成本并避免生产计划的延迟时,这可能是测试和原型制作中的关键缺陷。


检查可拆卸连接

另一个连接选项是具有快速解耦锥度锁的混合解决方案。快速解耦功能可以在需要更换一个组件的情况下轻松互换电动机或丝杠。

在考虑具有可拆卸组件的系统时,注意电机和丝杠的对准至关重要。对准不良会导致不希望的丝杠摆动(跳动)并引入振动,从而降低电动机转矩,产生过多的热量并产生噪音。


 对齐必须在设计阶段解决。例如,汤姆森锥度锁设计(图5)通过使用类似于莫尔斯锥度的自定心圆锥形套筒和锥形轴布置来保持完美对准,该锥度已在机床行业使用了多年。


与传统的永久固定解决方案相比,可拆卸连接具有许多优势。它们可以减少组装时间,简化机器设计,实现快速简便的原型制作,并大大缩短维护时间和成本。除了这些优点之外,通过仅库存零件而不是现有的成本更高的完全集成的组件,它们对库存的影响较小。

丝杠电机

图5.Thomson专利的锥度锁设计提供了牢固,牢固和自对准的连接,同时还具有将丝杠与步进电机快速分离的能力。


锥形锁解决方案还消除了对外部联轴器和支撑轴承的需求,这将最大程度地增加行程长度,同时仍具有易于装配和维护的自调心,可互换的丝杠。


可拆卸的连接在容易受热,污染或腐蚀的应用环境中特别有价值。或无保护的导螺杆可能需要更频繁地更换的地方。单个电动机可以支持多种螺钉尺寸,从而简化了原型设计和库存管理。


什么适合您?

设计工程师有许多集成的电动机和丝杠组件选择。外部联轴器可提供可接受的推力经济性和一定程度的可维护性,但行程长度有限且总占地面积较小。


以或多或少的永久性布置方式连接电动机轴和丝杠可以保护冲程长度,提供足够的推力并提供一些成本优势。这种方法会导致导螺杆用完,并且在维护或原型制作过程中很难(即使不是不可能)更换导螺杆。支持可互换导螺杆,自动对准,最大行程长度,应用灵活性和经济高效的维护的体系结构具有明显的优势。

回答以下问题可以帮助您确定适合您的选项:

您的任何应用程序都会受益于更长的行程长度吗?

第一个原型证明满足您要求的频率是多少?

当电动机,导螺杆或螺母发生故障时,您必须多久丢弃一次完整的电动机和导螺杆组件?

更换故障组件需要多长时间?

一旦确定需要更换,您的维护团队应多久进行一次第二或第三次实地考察?

您多久遇到一次用尽或噪音问题?

您需要维护多少与电动机和导螺杆有关的库存?



您对这些问题的回答将帮助您确定是外部轴还是永久,半永久或可拆卸的机动导螺杆组件可以最好地满足您的机动导螺杆需求。正确的选择可以降低您的拥有成本,提高性能,简化维护并在设计产品时提供更大的灵活性。






首页
电话
短信
联系我们
cache
Processed in 0.011323 Second.