2019-07-11行星滚柱丝杠有什么优势

那么,采用了行星滚柱丝杠的电动缸,在性能上有什么不同呢?

长寿命

当丝杠旋转并在推杆上产生推(拉)力时,作用力在滚珠丝杠上的力是施加在各个滚珠球面上的一个点的。

滚珠丝杠作用力示意图

而这个力在滚柱丝杠上则是施加在螺纹面上的。

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滚住丝杠作用力示意图

在同样的体积空间内,滚柱丝杠的受力承载面积是滚珠丝杠的15倍以上

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受力承载面积比较

因此,相对于同规格滚珠丝杠,滚柱丝杠可以提供15倍以上的使用寿命

更高的效率

滚珠丝杠中相邻的珠子在运动中相互撞击,从而会导致发热和磨损。

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滚柱丝杠的小滚柱以行星的形式在大滚柱周围,没有相互间的碰撞,因此可以提供高的传动效率。

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⚠️以EXLAR的FT系列电动缸产品为例,其可以提供高达177kN的推力。

高的速度

滚珠丝杠的珠子相互间的摩擦和振动导致了能量的损耗

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另外,滚珠丝杠循环槽的尖锐的拐角使得其珠子产生振动和噪音

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这些都限制了其速度,仅在1000rpm左右。

而滚柱丝杠则不同,先其行星滚柱都经过精密磨削

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同时,滚柱丝杠摒弃了滚珠的循环槽,因此,行星丝杠可高效的运作。

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这些都使滚柱丝杠的可以达到极高的转速,可超过6000 rpm。

易于维护

当拆卸滚珠丝杠的滚珠螺母时,珠子容易掉落。

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而滚柱丝杠的小滚柱嵌于螺母中,螺母可以非常方便的取下,易于检测和做重新润滑(不需要任何工具)

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很明显,两种不同的丝杠技术难度差异是极大的。

滚珠丝杠

钢球(滚珠轴承)非常容易获得且价格便宜

滚珠可以弥补滚道加工的误差,使其平均每颗珠子可以平均承载,设计和制造难度相对较低

滚柱丝杠

设计困难,需要通过精密的数学计算其螺纹形式,使其避免相互间的滑动

需要超高精度的加工工艺,以保证所有的螺纹接触点都能平均受力

需要昂贵的加工设备和经验丰富的技师

所以目前只有少数的厂家能够提供滚柱丝杠的电动缸,而且其硬件价格也是较高的。其价值就在于上面所说的:

相对于同规格滚珠丝杠,15倍以上的使用寿命

抗冲击能力强

易于拆装

高转速可达6000 rpm

运行安静

除此以外,如果将行星滚柱丝杠做“反置式” 设计,在圆柱套筒上加工内螺纹,套筒的旋转就可以让行星滚柱组在套筒内做往复直线运动。利用这样的传动原理,就可以将伺服电机和机械缸体集成在一起,做成体积更加紧凑的集成式电动缸,如下图。

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