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电动执行器进军移动设备领域

通过世界编辑器设计|2012年4月26日

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在一些移动设备应用中,电动执行机构将高功率密度和高效率结合在一起,使以前仅靠液压控制的地方变得更安全。

移动设备的设计者正面临着使用可持续的、节能的运动控制技术的压力,同时还要保持良好的功率密度和耐久性。为此,有一种转向电力替代能源的趋势。使用机电致动器可以让制造商满足严格的排放法规,适应更小的发动机尺寸,同时提供增强的控制和动力集成。由于液压的功率密度优势,流体动力技术将继续在许多应用中使用。然而,电动执行器越来越多地应用于一些移动应用,使其成为液压的可行替代品。

通过消除流体输送布局和辅助设备(如压缩机、泵和软管)的需求,电动执行机构的机械需求更少,从而简化了机器的设计、操作和维护。此外,通过在执行器中集成控制和电源电路,电动执行器提高了广泛工业领域的移动应用的整机控制,从农业和建筑到航空航天和国防。这使得制造商可以在各种设备中使用电动执行器,在紧凑、独立的封装中实现高速和最大的力。

电动执行器的进展
由于增加了功率密度和更高的转换效率,电动执行器通常可以提供比其他技术更好的能源效率。此外,电动执行机构可以通过更安静的操作和减少潜在的高压或高温流体暴露,提高操作人员的安全性。

基本上,电动执行器由电动机、齿轮箱或减速器和某种类型的丝杠组成。一些执行机构装有滚柱螺钉,将旋转运动转换为直线运动。滚柱螺杆可以提供更长的旅行寿命,更高的转速,更大的负载能力和更高的效率比其他类型的螺杆。滚柱螺钉比梯形和滚珠螺钉转动更快,周期更频繁,使其非常适合苛刻的连续工作应用。采用滚柱螺丝,所有的力传递面都能均匀地接触,使工作效率最高可达6000转/分,旅行速度可达60英寸。额定负载40000磅。及以上。

联合收割机可采用电动执行机构
这联合收割机可采用电动执行机构用于各种任务,包括螺杆定位,筛平,联箱延伸和提升功能等。

滚柱螺钉或行星滚柱螺钉比滚珠螺钉有一些优点。首先,他们有更多的接触点。它们还被设计为在接触点有更大的半径,这意味着更多的接触点将适合在相同的相对空间。与类似尺寸的滚珠丝杠系统相比,这降低了应力并延长了功能寿命。例如,one-in。直径1.5 -。长滚柱螺杆提供了平均200个接触点。在任何给定的时间内,滚珠丝杠最多只有50个球处于压力接触状态。这导致了更高的承载能力的滚柱螺钉,高达15倍大,以及提高刚度。

电动执行机构还提供了电动执行机构和控制设备之间的点对点连接,消除了液压系统中所需的额外设备(包括阀门、泵、过滤器和软管或油管)的需求,最大限度地降低了整个系统的复杂性。这种简单的设计,加上集成电子设备的能力,使电动执行器能够提供更大的通用性,以适应当前的行业趋势,如工业网络技术的使用可能因行业而异。

随着电机设计、材料和制造工艺的最新进展,以及在许多移动平台上使用更高电源电压的能力,制造商现在可以通过机电执行器实现更高的功率密度。电动执行器能够承受恶劣的环境,甚至已经成功地应用于苛刻的航空航天和国防应用。

集成电源与控制
精度和功率之间的平衡正变得越来越普遍,这促使人们使用“智能”组件、车载移动计算机和通信网络来连接和集成各种平台组件。此外,提供更易于操作、维护甚至组装的解决方案至关重要,因为全球竞争压低了成本,而对更“智能”平台的需求增加了复杂性。

电动执行器特别适合于利用越来越普遍的智能系统。通过各种控制策略,它们可以很容易地平衡功率与精度和速度,使它们成为需要功率和灵巧的机器设计的一个很好的选择。电动执行器支持独立控制器单独接口或通过网络连接到完全集成的解决方案,其中放大器和专用运动控制器内置在执行器中。

驱动器、驱动器和控制器集成在一个设备中,无需额外的电源、单独的功率放大器和电缆。集成控制和通信接口,如移动行业标准的CAN总线,这样的执行器可以简化设计和集成。此外,对致动器的控制分布提供了致动器和控制系统之间的直接通信,使致动器的远程操作成为可能。这使得操作人员能够保持精确的控制,同时满足用户的安全性、应用程序的灵活性和设计的灵活性。

营业总成本
电动执行器比流体驱动的替代品使用更少的能源,使它们更高效。通过在运行过程中只消耗能量,允许电机在不使用时断电,电动执行机构以大约90%的效率运行。它们还可以提供生产和维护方面的好处,减少生产时间和平均维修时间。

通过简化安装和连接过程,电动执行机构减少了装配时间,从而降低了生产的总成本。现场更换也更容易,减少了停产时间,同时消除了维修过程中任何漏油/泄漏或产品污染的风险。此外,由于使用了标准化的电气连接,它们提供了更多非典型的成本效益,例如不需要在组装和维护领域的专门技能。

电动执行机构的应用
传统上,在移动设备应用中,液压系统用于推进和工作功能。然而,随着主要用于推进和牵引驱动的电气化的增加,电动执行器正在用于车辆的其他功能,如转向、甲板和滑道定位以及座椅补偿。

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液压系统的原理图比较如果使用电动执行器,则可以减少元件,简化电气系统提供的连接。

对于一些移动应用程序来说,操作人员的舒适度和减少疲劳是很重要的,这既是一个卖点,也是一个合规要求。通过使用电动执行器对驾驶员座椅进行补偿,制造商可以控制驾驶员在车内感受到的振动和冲击。这种类型的补偿系统要求执行机构在大范围的环境条件下安静、可靠地运行,同时能够管理高速度、精度和潜在的高间歇性力。

电动驱动在草坪护理和建筑设备行业也有好处。对于草坪护理,包括专业的草坪割草机,更换液压执行机构消除了液压泄漏和对高尔夫球场草坪的潜在损害的担忧,同时提供了更安静的操作和简化的维护。电动执行机构的典型用途包括转向、甲板升降和定位、卷筒割草机定位和座椅补偿。

在建筑设备应用中,如高空作业平台,电动执行器的精度、控制集成和高速度可以允许更多的自适应控制,如定位和振动补偿。这也有助于解决技术不熟练的操作人员的使用问题,控制系统和执行机构根据操作人员的能力和风力、平台高度和角度等因素调整性能。

在工程交流中讨论:

Exlar集团。
www.exlar.com

::设计世界::


了下:致动器,工厂自动化,滚珠螺钉•丝杠螺钉,流体动力,液压设备+部件,直线运动•滑动,运动控制•电机控制
标记:exlar

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