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线性执行器:制作与购买决定

经过丹妮尔柯林斯|2016年11月8日

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随着市场上的线性执行器系列,机器建设者和最终用户可以更容易找到甚至最独特的应用要求的标准或“定制标准”产品。但是,在财务或技术的角度来看,仍有时代是有意义的,在内部设计和建造一个执行器。

但是,Make与购买决策并不像剪切一样,只需加上自己动手组件的成本并将其与现成的解决方案进行比较。选择自制执行器和预先制造的一种意味着考虑许多因素,其中一些是在时间或美元方面难以量化的。除了设计和装配的技术细节外,还有基本的商业评价是否可以(并且应该)在内部完成,以及售后支持的经常被忽视的因素。

商业评估

公司应该在他们开始制作自己的线性执行器之前询问的第一个问题是:我们是否拥有专业知识来在内部这样做?请记住,这不仅包括机械设计,还包括尺寸和选择电机和控制和整合系统。在许多情况下,一个部门或功能区具有机械设计的经验,而另一家部门具有电气专业知识。在这些情况下,重要的是通过为设计和工程阶段建立一个跨职能团队来捕获这两个知识集。

如果专业知识问题的答案是“是的”,下一个要考虑的事情是您是否拥有在内部进行的能力和资源。这是一个经常融入的问题,因为管理人员假设如果项目在内部完成,该公司可以控制质量,成本和时间表。但是,让自己的执行器意味着依靠多个外部供应商,并符合其交付和质量的怜悯。如果项目延迟,客户可能会受到影响,或者利润可能会受到影响。

关键问题:

我们是否有线性运动并控制专业知识来构建内部的执行器?
如果项目推迟,我们对我们和客户的后果是什么?

制造和装配要求

建立一个机构的执行器意味着您可以自由设计它以满足您的特定需求。任何致动器的主要部件是基部,导轨和驱动单元。最简单的致动器类型之一是建造内部的致动器是基于铝挤出的设计。使用挤出的益处是它们在广泛的横截面和长度中容易获得。它们还需要很少或没有修改用于安装导轨和驱动机构。使用挤出的缺点是,当需要高旅行精度时,难以获得精确的安装表面。

下一个选项是加工的底板。相对便宜且易于机器,铝板是许多内置致动器的良好解决方案。如果需要非常高的旅行精度和刚性,则机加工的钢板通常是最佳选择。无论是铝还是钢,如果使用加工的底板,请务必评估加工是否可以在内部完成。(这也适用于其他机加工零件,如电机/变速箱安装件,托架板和保护盖。在评估内部生产所需的时间和容量时,这些物品很容易被忽视。)

制作与购买

引导和驱动机构的对准对于螺旋驱动的致动器尤为重要。
图片来信:Nook Industries,Inc。

使用关于执行器的基础结构的决定,通常使用所使用的指导类型。当使用铝挤出作为基础时,最佳选择通常是基于凸轮辊,轮子或圆轴和线性球衬套的单个引导件。对于更高的刚性,可以使用型材轨道和托架。但除非挤出可以为a加工精确安装参考,更高的旅行准确性的益处,即廓线轨道通常提供的挤出物中的不准确性。

具有高时刻负荷的应用通常需要两个平行安装的导游,这需要使用非常宽的挤出或底板以容纳并排引导件。无论带式,螺钉,齿条和小齿轮等是否应安装在两个导轨之间,驱动机构,以减少绑定的效果。在双导向设计中,适当地对准两个导向器以避免绑定,这可能导致轴承上的额外力量并降低他们的使用寿命。

滚珠丝杠或皮带驱动

螺钉和皮带是用于内部内置的执行器的常见驱动机构。
图片来信:Bosch Rexroth Corporation

驱动机制通常落入两类中的一个:皮带或螺钉。皮带驱动器相对容易集成,因为它们不需要精确对齐。但是,必须适当地张紧以从皮带上移除“松弛”并允许其符合其力量。在组装期间的张紧通常不是问题,而是考虑最终用户如何检查皮带张力并在必要时重新张紧它。这应该是一个相对简单的维护过程,而不需要对用户的重大拆卸和重新组装时间。

如果使用球或铅螺钉作为驱动机构,则需要确定什么类型最终支持需要。固定简单的布置(在驱动端上的角接触推力轴承和非驱动端的单个滚珠轴承)是最常见的,但如果发生明显高速或屈曲的载荷,则可能是固定固定的轴承装置更合适。

关键问题:

可以在内部完成必要的加工,对齐和组装吗?
制造业是否有能力满足所需的生产?

客户支持需求

润滑不足是轴承故障的第一原因。图像信用:Barden Corporation

润滑不足是轴承故障的第一原因。
图像信用:Barden Corporation

大多数执行器在机器或过程中执行关键功能,并且停机时间可以是生产输出的灾难性。这使客户支持在制作与购买决定中的基本考虑因素。如果需要故障排除或服务,您是否拥有可以支持执行器的员工?您是否能够携带快速维修所需的备件?这些考虑因素是重要的是,执行器是否是销售给外部客户的生产机器的一部分,或者在客户是您自己的制造业或生产部门之一的内部机器的一部分。

还请记住,具有滚动或再循环元件的组件可能需要重新润滑在机器的寿命期间。滚珠丝杠,线性滚珠轴承导向和轮廓轨道导轨尤其如此。即使组件被指定为“润装润滑”,应用条件也可能在机器有用的寿命期间保证重新润滑。在设计阶段考虑用户便利的维护将有助于缓解服务要求。

关键问题:

如果需要故障排除和维修,我们是否拥有结构和资源(员工和库存)来支持最终用户?
用户执行基本维护有多简单?


正如购买预先制造的执行器一样,应包括评估所涉及的所有费用,在内部建立一个执行器,需要考虑工程,制造和服务要求以及组件的成本。

线性运动提示


提起:线性运动提示那滚珠丝杠•铅螺钉那运动控制•电机控制


关于作者

丹妮尔柯林斯

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