電動(dòng)缸的分類及其各種缸的特點(diǎn)
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電動(dòng)缸作為一種精確控制的電動(dòng)線性執(zhí)行原件應(yīng)運(yùn)而生。與液壓缸和氣缸相比，電動(dòng)缸的工作性能不容易受到外界環(huán)境的影響。電動(dòng)缸也不需要像液壓系統(tǒng)那樣復(fù)雜的泵、閥和液壓管路等，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。電電動(dòng)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(dòng)缸是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，此過程完全由機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，相比于氣壓缸與液壓缸的優(yōu)點(diǎn)：不會(huì)因氣體和液體的壓縮性而影響缸體的剛度；電動(dòng)缸直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)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(dòng)缸具有精度高、響應(yīng)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(chǎng)合的需要。因此電動(dòng)缸在實(shí)際工程應(yīng)用中取代液壓缸和氣壓缸己成必然趨勢(shì)。
電動(dòng)缸按照電機(jī)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(dòng)機(jī)構(gòu)的類型分類，可分為梯型絲杠電動(dòng)缸、滾珠絲杠電動(dòng)缸、行星滾柱絲杠電動(dòng)缸；按照電機(jī)類型分類，可以分為直流伺服電動(dòng)缸、交流伺服電動(dòng)缸、步進(jìn)伺服電動(dòng)缸；按照推力套筒的組合形式分類，又可以分為單級(jí)電動(dòng)缸和多級(jí)電動(dòng)缸，下面我們就一一了解下他們各自的特點(diǎn)。
1、按照電機(jī)安裝結(jié)構(gòu)分類
（1）直線式電動(dòng)缸，電機(jī)和絲杠安裝在同一直線上，直線式電動(dòng)缸減少了中間環(huán)節(jié)的慣量和間隙，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝容易；
（2）折返式電動(dòng)缸，電機(jī)和絲杠不在同一直線上，且電機(jī)和絲杠安裝軸線互相平行，折返式電缸總體長(zhǎng)度較短；
（3）垂直式電動(dòng)缸，電機(jī)和絲杠安裝軸線互相垂直，垂直式電動(dòng)缸一般采用蝸輪蝸桿作為減速裝置，其總長(zhǎng)較短，在安裝空間小的場(chǎng)合比較適合，可以實(shí)現(xiàn)大減速比，小驅(qū)動(dòng)功率，大推力。
2、按照螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的類型分類
（1）梯型絲杠電動(dòng)缸，該電動(dòng)缸螺旋副采用梯形絲杠滑動(dòng)螺旋副，由于其具有傳動(dòng)摩擦阻力大、傳遞效率低等缺點(diǎn)，在小載荷高速電動(dòng)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(yīng)用的場(chǎng)合場(chǎng)合采用；
（2）滾珠絲杠電動(dòng)缸，滾珠絲杠是目前電動(dòng)缸最常用的傳動(dòng)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(dòng)運(yùn)動(dòng)，在相同條件滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)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(dòng)缸能得到較高的運(yùn)動(dòng)效率同時(shí)兼具高精度、可逆性；
（3）行星滾柱絲杠電動(dòng)缸，該電動(dòng)缸螺旋副采用行星滾柱絲杠，絲杠可視為太陽(yáng)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(dòng)的同步性和在端截面上純滾動(dòng)，其承載能力大、傳動(dòng)精度高、效率高，但目前由于相關(guān)設(shè)計(jì)技術(shù)以及加工工藝和設(shè)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(shì)在于能夠提供高于滾珠絲杠的額定動(dòng)載和靜載，螺紋滾柱替代滾珠將使負(fù)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(yīng)環(huán)境強(qiáng)、隱形能力強(qiáng)、噪聲較低等優(yōu)點(diǎn)。
3、按照電機(jī)類型分類
（1）直流伺服電動(dòng)缸：采用直流伺服電機(jī)作為動(dòng)力的電動(dòng)缸機(jī)構(gòu)。直流伺服電機(jī)引入了機(jī)械換向裝置，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高，且限制了電機(jī)的容量和運(yùn)動(dòng)速度。電動(dòng)機(jī)的電樞在轉(zhuǎn)子上，使得電動(dòng)機(jī)效率低，散熱差。
直流伺服電機(jī)的運(yùn)用的是電磁力定律工作原理。與電磁轉(zhuǎn)矩相關(guān)的是互相獨(dú)立的兩個(gè)變量主磁通與電樞電流，它們分別控制勵(lì)磁電流與電樞電流，可方便地進(jìn)行轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制。
（2）交流伺服電動(dòng)缸系統(tǒng)
針對(duì)直流電動(dòng)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(cè)出磁極位置，就構(gòu)成了永磁無刷電動(dòng)機(jī)，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(dòng)態(tài)響應(yīng)等良好的技術(shù)性能，使其動(dòng)、靜態(tài)特性己完全可與直流伺服系統(tǒng)相媲美。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)弱磁高速控制，拓寬了系統(tǒng)的調(diào)速范圍，適應(yīng)了高性能伺服驅(qū)動(dòng)的要求。
（3）步進(jìn)伺服電動(dòng)缸：步進(jìn)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(dòng)速度越低。特別是步進(jìn)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(jì)型數(shù)控機(jī)床及舊設(shè)備改造。
4、按照推力套筒的組合形式分類
（1）單級(jí)電動(dòng)缸，單機(jī)電動(dòng)缸執(zhí)行部分由一級(jí)活塞桿組成；
（2）多級(jí)電動(dòng)缸，多級(jí)電動(dòng)缸的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部分由多級(jí)活塞桿機(jī)構(gòu)串聯(lián)組成。目前，多級(jí)電動(dòng)缸主要有空心絲杠型，滑輪型等。
