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带铝质滚柱导轨的直线电动机为设计师提供全套的解决方案 |
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newmaker |
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在工业生产中工件的运动中的很大一部分是直线运动。比如物料从一台机器输送到另一台机器，工件在一台机器或装置内部在各个不同的工位之间来回运动，结构组件、零件和黏合剂被涂敷涂层，包装袋要填料和封口等。使用直线电动机系统可以使结构设计师获得解决这些运动任务的完整方案。
ETEL公司30多年以来一直在研制直线电动机领域的产品。这种直线电动机可以取代带有易磨损的机械传动元件的驱动装置，并且具有特别高的速度、加速度、调节精度和准确的定位精度。该公司的标准供货项目有多种型号的直线电动机供用户选择。直线电动机的优点在于所输送的电能可以直接转换成直线运动，而不需要任何用于扭矩转换的机械的中间环节。
ETEL公司的直线电动机由一个磁性轨道和一个电动机组成。该公司曾经致力于寻求一种适合的线性导向装置，用于线性运动的转换。当时的挑战是需要研制一种将驱动装置的磁性轨道直接整合到导向装置之内的导向系统。使用Franke公司的特种型号的铝材滚柱导轨成功地做到了这一点。
快速运动：Franke铝制线性导轨实现了在高负载下的10m/s的高速度和40m/s2的加速度
高精度 高的加速度
直线电动机的应用范围非常广泛，包括医疗技术、光学、电子、纺织工业、机械制造、装卸搬运和包装工业等。以电子元件的制造和加工的工艺过程为例，这方面的应用有着非常高的要求。在这种操作中，需要将尺寸为1 × 0.5mm的元件以很高的精确度和嵌装稳定性进行定位。电子工业中使用的自动嵌装机的操作周期经常小于0.5s。在该操作中，驱动装置除了要达到特别精确的定位精度外，还需要具有很高的加速度。
这种用直线电动机达到的很高的加速度又对线性导向装置的机械结构提出了很高的要求。在直线电动机的操作中会产生很大的持久性的轴向力，由于磁铁的原因会产生3000N的力，这些力必须由导向装置吸收。所以高动能的“拿起&放下”的应用操作需要重量很轻、刚度很高并且坚固的机械导向装置。此外还要求直线电动机具有很长的寿命。ETEL公司直线电动机使用的线性导轨所要求的使用寿命为20000km以上，不允许出现为更换部件或再校准而需要进行费时费钱的维修及与此相关的停工现象。导向系统必须在整个使用寿命期间维修量很小，或完全免维修地在清洁状态下运行。在运行中，即使在高温和高动力同时作用的情况下也不允许润滑剂和污物溢出，必须实现长寿命和小维修量之间的最佳协调。
一个直接驱动的直线系统的机械效率要远远高于旋转驱动的系统。直线电动机系统中惟一的机械部件是线性导轨，因此导轨需要运动物体的质量越小越好。另一个要求线性导轨的质量尽可能小的原因是要考虑到运动物体对直线电动机调节的影响。总结起来对线性导向装置的要求包括：
● 很高的定位精度。
● 免维修，使用寿命长。
● 运转噪声低。
● 导轨质量小。
● 高速度和高的加速度。
● 经济性好。
Franke公司为了上述的应用，根据用户的具体要求研制了一种铝制的滚柱导轨，并且有各种规格型号，包括符合客户特殊要求的铝型材的FEH系列的型号。使用了特种型材和特种滚柱支承座，根据具体的应用要求可以调整导轨外形形状。直线电动机的磁性轨道和测量系统直接整体安装在线性导轨的铝型材上。设计成具有很高的承载系数的导辊相互成90°地安放在滚柱支承座中，并且根据“Franke原理”以一个4支点的几何形状支撑自身。这样可以吸收来自所有方向的同样大的力，也包括直线电动机的很高的轴向力。由于其大尺寸的设计，导辊可以很快地起动，并且稳定均匀地导向。对于“拿起&放下”的应用，特种导轨由于其精确的行程而保证了需要的重复精度。Franke 铝滚柱导轨由于进行了整个使用寿命期间的润滑，而不需要再进行补充润滑，从而满足了免维修的要求。封闭式的导辊使润滑剂不会造成任何污染。该系统在整个使用寿命期间既清洁又完全免维修。
安全运输：对于“拿起&放下”的应用，特种导轨由于其精确的行程而保证了需要的重复精度
重要的部件采用铝材
FEH系列的导轨间距可以达到很宽的轨基，可以吸收很高的力矩载荷。线性导轨的异型的和硬化处理的轨道可以保证精确的行程和长的寿命。由于Franke铝滚柱导轨的基体很轻，大大减轻了直线电动机的重量。轨道基体和滚柱支承座是铝制的，和其他材料相比，运动物体的质量大大减少。
特种结构的导辊轴承采用双列径向止推滚珠轴承，而不是用滚针轴承，以便在高动态的应用中使导轨的起动性能最佳化。Franke铝制线性导轨实现了在高负载下的10m/s的高速度和40m/s2 的高加速度。由于不再需要诸如容易引起扭曲和振动的传动元件，如主轴、齿条或皮带等，使用Franke铝制滚柱导向装置可以获得具有最好的动态性能的直线电动机系统，而避免了不必要的机械损失。
Franke公司和ETEL 公司通过合作共同研制出了具有优良技术性能的直线电动机系统。使用线性导轨执行的每一项运动任务都面临着不同的挑战，许多技术要求都需要找到特殊的解决办法。Franke公司是满足这方面特殊要求的伙伴。
直线电动机和与此相关的技术市场是一个还相对年轻的市场，而且在驱动技术方面是一个具有增长潜力的特别有活力的领域。ETEL公司将继续致力于运动控制技术方面的研制工作，以满足市场的要求和预期，或做一些前瞻性的工作。根据分析可以预期整个欧洲的直线电动机市场将会从2001年的4700万欧元增长到2008年的1亿零400万欧元，德国市场将会占其中的大部分。
Franke 线性导轨的优点
● 特种型材的型号。
● 轻柔而均匀的运行，优越的起动（反应）性能。
● 可实现10m/s的高速度和40m/s2的加速度。
● 由于进行了整个寿命期间的润滑，实现免维修。
● 由于使用铝制材料而减轻了重量。
原载MM《现代制造》(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(7/13/2006) |
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