Analisi tecnica e guida di selezione per 10 meccanismi di trasmissione lineare industriali

1. Vattone trapezoidale

• Performance della trasmissione:
  • Efficienza: 26%-46% (perdita di energia significativa a causa di attrito scorrevole; è necessaria una lubrificazione regolare).
  • Velocità: ≤ 0,5 m/s (il calore indotto dall'attrito limita il funzionamento ad alta velocità; l'aumento della temperatura supera spesso i 60°C durante l'uso continuo).
  • Durata di vita: 5.000 ∼ 10.000 ore (a seconda della frequenza di lubrificazione; si raccomanda la ricarica del grasso a base di litio ogni 8 ore).
• Principali vantaggi:
  • Auto bloccaggio: auto blocco naturale quando l'efficienza è inferiore al 50% (fattore di sicurezza 1,5 ∼ 2,0), ideale per scenari di carico verticale.
  • Risparmio economico: lavorazione semplice (formaggio a rotoli), con un costo unitario di soli 1/3 di quello delle viti a sfera.
• Applicazioni tipiche: piattaforme di sollevamento, sistemi di alimentazione di piccole macchine utensili, attuatori di valvole.
• Limitazioni: basso rendimento, elevata generazione di calore, accuratezza di posizionamento moderata (grado IT8 IT10).

2- Vattolo a palla.

• Performance della trasmissione:
  • Efficienza: 90%·96% (coefficiente di attrito di rotolamento inferiore a 0,001·0.005, perdite energetiche minime).
  • Velocità: ≤ 10 m/s (funzionamento ad alta velocità sostenibile quando il valore DmN è ≤ 1,200, 000).
  • Durata di vita: 50.000 ¥ 100.000 ore (conformemente allo standard di vita L10; i tipi pre-tensi prolungano la durata del 30%).
• Principali vantaggi:
  • Alta precisione: precisione di posizionamento fino a ± 5 μm/m (classe C3), ripetibilità ± 1 μm.
  • Trasmissione reversibile: non autobloccante (dispositivo di frenatura richiesto per gli assi verticali); supporta la microalimentazione (equivalente minimo di impulso 0,1 μm).
• Applicazioni tipiche: macchine utensili CNC, macchine per litografia a semiconduttori, assi lineari di robot industriali.
• Limitazioni: elevato costo di fabbricazione (5×10 volte le viti trapezoidali), rigorosi requisiti di tenuta alla polvere.

3. Timing Belt Drive

• Performance della trasmissione:
  • Efficienza: 98% (nessuna perdita di scorrimento, solo perdita di deformazione elastica).
  • Velocità: ≤ 50 m/s (velocità della linea limitata dal diametro e dalla tensione della puleggia).
  • Precisione: precisione di posizionamento ± 0,1 mm/m (errore di passo controllato entro ± 0,02 mm).
• Principali vantaggi:
  • Non deve essere mantenuto: Non è necessario lubrificare; temperatura di funzionamento -20°C+80°C, resistente all'olio e all'invecchiamento.
  • Trasmissione a lunga distanza: Distanza centrale massima 10 m (requisito di pulegge di tensione per lunghezze > 5 m).
• Applicazioni tipiche: linee di assemblaggio dei prodotti 3C, guide per stampanti, sistemi automatici di smistamento dei magazzini.
• Limitazioni: bassa resistenza agli urti; necessario un rigoroso controllo della tensione per evitare che i denti saltino.

4Attuatore elettrico

• Parametri delle prestazioni:
  • Distanza di spinta: 50N ‰ 5000N (tipo a vite a sfera fino a 10.000N).
  • Intervallo di velocità: 10 mm/s 100 mm/s (a seconda del rapporto di trasmissione e della velocità del motore).
  • Intervallo di colpo: 50 mm ≈ 1500 mm (personalizzabile fino a 3000 mm).
• Principali vantaggi:
  • Protezione auto-bloccante: meccanismo di frenata elettromagnetica integrato o di ingranaggio a vermi (fattore di sicurezza ≥ 2,5).
  • Plug-and-play: protezione IP54, adatta per applicazioni civili e industriali leggere.
• Applicazioni tipiche: porte/finestre intelligenti, macchinari per il palcoscenico, sistemi di regolazione dei letti medici.
• Limitazioni: debole capacità di carico radiale; accuratezza di posizionamento moderata (errore ± 0,5 mm).

5. cilindro elettrico

• Parametri delle prestazioni:
  • Accuratezza del posizionamento: ± 0,01 mm (risoluzione di servo feedback 1μm).
  • Distanza di spinta: 500N ‰ 50.000N (tipo di vite a rulli fino a 200.000N).
  • Risposta dinamica: Accelerazione ≥ 10 g (tipo ad alta velocità a breve tratto).
• Principali vantaggi:
  • Progettazione modulare: supporta l'adattamento del servo/stepper motor; sensore di forza integrato (precisione di controllo della spinta 1%).
  • Alta rigidità: alloggiamento in lega di alluminio ad alta resistenza (rigidità ≥ 50 N/μm), coppia anti inclinazione ≥ 200 N·m.
• Applicazioni tipiche: stazioni di montaggio di presse automobilistiche, macchine per il rivestimento delle batterie al litio, apparecchiature di prova aerospaziali.
• Limitazioni: costo elevato (costo monoasse > 10.000 RMB); esigenza di coassialità rigorosa (≤ 0,02 mm).

6. Motore lineare

• Performance della trasmissione:
  • Efficienza: 90%+ (senza perdita di trasmissione intermedia).
  • Intervallo di velocità: ≤ 10 m/s (tipo standard), tipo ad alta velocità fino a 50 m/s (con guide ad aria).
  • Accelerazione: ≥ 5g (spinta massima 3x spinta continua).
• Principali vantaggi:
  • Risposta negativa zero: movimento senza contatto (intervallo d'aria 0,5 ∼1 mm), precisione di posizionamento ± 1 μm (con feedback della griglia).
  • Alte dinamiche: Peso del motore < 5 kg (progettazione in miniatura), adatto alla ricambio ad alta frequenza (≥ 20 Hz).
• Applicazioni tipiche: manipolazione di wafer semiconduttori, macchine di misurazione di coordinate di precisione, macchine per imballaggi ad alta velocità.
• LimitazioniOccorre un isolamento magnetico e dalla polvere; elevato consumo energetico (il sistema di raffreddamento rappresenta il 30% del costo).

7. Rack & Pinion

• Performance della trasmissione:
  • Intervallo di velocità: ≤ 5 m/s (grado di precisione), tipo pesante fino a 10 m/s.
  • Capacità di carico: carico radiale ≤ 50.000 N (richiesto supporto ferroviario).
  • Grado di precisione: P