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    行星滾柱絲杠電動缸的應用現狀和發展趨勢

    2020-12-08 16:47:16

    1、行星滾柱絲杠電動缸的應用現狀

    目前,國內行星滾柱絲杠電動缸的應用剛剛起步不久,應用領域主要集中在國防、汽車和冶金等領域。國防工業方面,主要應用在航天飛行器姿態控制、導彈發射架姿態控制、坦克炮桿隨動系統和起落架收放等方面;汽車工業方面,主要是以引進美國EXLAR產品為主,應用在壓裝、裝配和焊接等生產線上,如圖3所示。

    國外行星滾柱絲杠電動缸的應用行業分布較廣泛。以Exlar公司為例,其產品2014年應用行業分布情況如圖4所示。

    在軍工航天國防領域的典型應用案例有:

    1)英國國防部(Ministry of Defence)及皇家海軍海軍研制了用于水面艦船及潛艇控制的某電動裝置,如圖5所示[1]。操縱機構采用折返式連接形式,體積小,布置方便。通過在某型護衛艦上進行試驗和測試,證明其具有噪聲低、可靠性高、維護簡單和耗能少等優點。

    2)美國F35B戰斗機起落架為電動作動器起落架, 由美國MOOG公司供全套系統,如圖6所示。電動作動器的機械傳動系統核心元件采用的是行星滾柱絲杠。行星滾柱絲杠具有高軸向承載能力、很強的沖擊能力、高速度、壽命長、體積小等卓越優點,所以在軍品領域被廣泛應用。此外,在通用自動化設備方面,星滾柱絲杠電動缸也有廣泛應用。例如,在地毯網布編制設備中,利用行星滾柱絲杠電動缸易于精確位置控制的特點,完成靈活多變的圖案設計及編制加工,如圖7所示。

    在能源及控制行業中,行星滾柱絲杠電動缸常用于調節閥控制(圖8)和輔助設備舉升等應用場合。在測試仿真及娛樂設備行業中,典型應用包括動感座椅(圖9)、產品測試、模擬器及娛樂等。

    2、行星滾柱絲杠電動缸的發展趨勢

    目前,行星滾柱絲杠電動缸的發展方向主要集中在以下幾點:

    1)長行程。目前行星滾柱絲杠電動缸行程受限于傳動技術和制造工藝等方面的制約,行程無法滿足一些大型設備工作行程的要求,因此急需在此方面進行突破。

    2)大承載。重型工業設備及大型軍事設備要求承載能力很高,目前電動缸最大承載不能滿足實際需求。需要進一步發展螺旋絲杠傳動結構和材料工藝,提高電動缸的承載能力。

    3)高轉速。受限于驅動電機、傳動機構及行星滾柱絲杠制造精度的限制,目前電動缸速度有限。隨著相關技術發展,行星滾柱絲杠電動缸將能夠實現更高轉速運行。

    4)高精度。目前采用滾柱絲杠傳動的伺服電動缸,通過伺服控制可以實現0.01 mm左右的精確定位,實現更高定位精確還比較困難。必須不斷發展伺服控制技術和改進傳動結構,以期滿足更高精度設備需求。

    5)集成一體化。當前已有部分電動缸產品實現驅動電機與傳動部件一體化集成設計,但規格型號比較有限,需要進一步發展集成化技術,減少外形尺寸及安裝空間需求,以更好地滿足設備的需求。


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