電動缸的分類及其各種缸的特點
時間：2021/5/12 17:22:14 瀏覽：
電動缸作為一種精確控制的電動線性執(zhí)行原件應運而生。與液壓缸和氣缸相比，電動缸的工作性能不容易受到外界環(huán)境的影響。電動缸也不需要像液壓系統(tǒng)那樣復雜的泵、閥和液壓管路等，結(jié)構(gòu)簡單。電電動缸的性能接近氣壓缸、液壓缸，但與氣壓缸、液壓缸的原理又不同，電動缸是將電能轉(zhuǎn)化為機械能，此過程完全由機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，相比于氣壓缸與液壓缸的優(yōu)點：不會因氣體和液體的壓縮性而影響缸體的剛度；電動缸直接由電機驅(qū)動傳動機構(gòu)實現(xiàn)直線運動輸出，與液壓缸相比無需額外的輔助裝置、結(jié)構(gòu)緊湊、無污染，并且具有良好的可控性，電動缸具有精度高、響應快、電氣系統(tǒng)同步性好和工作穩(wěn)定等，能夠滿足大多數(shù)工作場合的需要。因此電動缸在實際工程應用中取代液壓缸和氣壓缸己成必然趨勢。
電動缸按照電機安裝結(jié)構(gòu)分類，可以分為直線式、折返式、垂直式；按照螺旋傳動機構(gòu)的類型分類，可分為梯型絲杠電動缸、滾珠絲杠電動缸、行星滾柱絲杠電動缸；按照電機類型分類，可以分為直流伺服電動缸、交流伺服電動缸、步進伺服電動缸；按照推力套筒的組合形式分類，又可以分為單級電動缸和多級電動缸，下面我們就一一了解下他們各自的特點。
1、按照電機安裝結(jié)構(gòu)分類
（1）直線式電動缸，電機和絲杠安裝在同一直線上，直線式電動缸減少了中間環(huán)節(jié)的慣量和間隙，結(jié)構(gòu)簡單，安裝容易；
（2）折返式電動缸，電機和絲杠不在同一直線上，且電機和絲杠安裝軸線互相平行，折返式電缸總體長度較短；
（3）垂直式電動缸，電機和絲杠安裝軸線互相垂直，垂直式電動缸一般采用蝸輪蝸桿作為減速裝置，其總長較短，在安裝空間小的場合比較適合，可以實現(xiàn)大減速比，小驅(qū)動功率，大推力。
2、按照螺旋傳動機構(gòu)的類型分類
（1）梯型絲杠電動缸，該電動缸螺旋副采用梯形絲杠滑動螺旋副，由于其具有傳動摩擦阻力大、傳遞效率低等缺點，在小載荷高速電動缸中使用較少，但因其具有一定的自鎖能力，在具有特定要求自鎖應用的場合場合采用；
（2）滾珠絲杠電動缸，滾珠絲杠是目前電動缸最常用的傳動元件之一，由滾珠在滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間的滾道中做滾動運動，在相同條件滾動摩擦比滑動摩擦接觸表面摩擦因素要小很多，所以采用滾珠絲杠的電動缸能得到較高的運動效率同時兼具高精度、可逆性；
（3）行星滾柱絲杠電動缸，該電動缸螺旋副采用行星滾柱絲杠，絲杠可視為太陽輪，滾柱視為行星輪，滾柱兩邊的齒輪可保證滾柱與絲杠、螺母間嚙合傳動的同步性和在端截面上純滾動，其承載能力大、傳動精度高、效率高，但目前由于相關設計技術以及加工工藝和設備的限制，使用范圍較少。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠的優(yōu)勢在于能夠提供高于滾珠絲杠的額定動載和靜載，螺紋滾柱替代滾珠將使負載通過眾多接觸線迅速釋放，從而能有更高的抗沖擊能力。行星滾柱絲杠與滾珠絲杠都適用于赫茲Hertz定律由赫茲Hertz壓力定律，可以得出：行星滾柱絲杠能承受的靜載為滾珠絲杠的3倍，壽命為滾珠絲杠的15倍。且具有承載能力大、可靠性較高、適應環(huán)境強、隱形能力強、噪聲較低等優(yōu)點。
3、按照電機類型分類
（1）直流伺服電動缸：采用直流伺服電機作為動力的電動缸機構(gòu)。直流伺服電機引入了機械換向裝置，結(jié)構(gòu)復雜、成本高，且限制了電機的容量和運動速度。電動機的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動機效率低，散熱差。
直流伺服電機的運用的是電磁力定律工作原理。與電磁轉(zhuǎn)矩相關的是互相獨立的兩個變量主磁通與電樞電流，它們分別控制勵磁電流與電樞電流，可方便地進行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。
（2）交流伺服電動缸系統(tǒng)
針對直流電動缸的缺陷，把電驅(qū)繞組裝在定子、轉(zhuǎn)子為永磁部分，由轉(zhuǎn)子軸上的編碼器測出磁極位置，就構(gòu)成了永磁無刷電動機，采用矢量控制方法，使交流伺服系統(tǒng)具有良好的伺服特性。其寬調(diào)速范圍、高穩(wěn)速精度、快速動態(tài)響應等良好的技術性能，使其動、靜態(tài)特性己完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時可實現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，適應了高性能伺服驅(qū)動的要求。
（3）步進伺服電動缸：步進伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，符合系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展需要，但精度差、能耗高、速度低，且其功率越大移動速度越低。特別是步進伺服易于失步，使其主要用于速度與精度要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控機床及舊設備改造。
4、按照推力套筒的組合形式分類
（1）單級電動缸，單機電動缸執(zhí)行部分由一級活塞桿組成；
（2）多級電動缸，多級電動缸的運動執(zhí)行部分由多級活塞桿機構(gòu)串聯(lián)組成。目前，多級電動缸主要有空心絲杠型，滑輪型等。
