1、行星滾柱絲杠電動缸的應(yīng)用現(xiàn)狀
目前,國內(nèi)行星滾柱絲杠電動缸的應(yīng)用剛剛起步不久,應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在國防、汽車和冶金等領(lǐng)域。國防工業(yè)方面,主要應(yīng)用在航天飛行器姿態(tài)控制、導(dǎo)彈發(fā)射架姿態(tài)控制、坦克炮桿隨動系統(tǒng)和起落架收放等方面;汽車工業(yè)方面,主要是以引進美國EXLAR產(chǎn)品為主,應(yīng)用在壓裝、裝配和焊接等生產(chǎn)線上,如圖3所示。
國外行星滾柱絲杠電動缸的應(yīng)用行業(yè)分布較廣泛。以Exlar公司為例,其產(chǎn)品2014年應(yīng)用行業(yè)分布情況如圖4所示。
在軍工航天國防領(lǐng)域的典型應(yīng)用案例有:
1)英國國防部(Ministry of Defence)及**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(gòu)采用折返式連接形式,體積小,布置方便。通過在某型護衛(wèi)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(yōu)點。
2)美國F35B戰(zhàn)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(tǒng),如圖6所示。電動作動器的機械傳動系統(tǒng)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**優(yōu)點,所以在軍品領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。此外,在通用自動化設(shè)備方面,星滾柱絲杠電動缸也有廣泛應(yīng)用。例如,在地毯網(wǎng)布編制設(shè)備中,利用行星滾柱絲杠電動缸易于**位置控制的特點,完成靈活多變的圖案設(shè)計及編制加工,如圖7所示。
在能源及控制行業(yè)中,行星滾柱絲杠電動缸常用于調(diào)節(jié)閥控制(圖8)和輔助設(shè)備舉升等應(yīng)用場合。在測試仿真及娛樂設(shè)備行業(yè)中,典型應(yīng)用包括動感座椅(圖9)、產(chǎn)品測試、模擬器及娛樂等。
2、行星滾柱絲杠電動缸的發(fā)展趨勢
目前,行星滾柱絲杠電動缸的發(fā)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(shù)和制造工藝等方面的制約,行程無法滿足一些大型設(shè)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(yè)設(shè)備及大型軍事設(shè)備要求承載能力很高,目前電動缸*承載不能滿足實際需求。需要進一步發(fā)展螺旋絲杠傳動結(jié)構(gòu)和材料工藝,提高電動缸的承載能力。
3)高轉(zhuǎn)速。受限于驅(qū)動電機、傳動機構(gòu)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(guān)技術(shù)發(fā)展,行星滾柱絲杠電動缸將能夠?qū)崿F(xiàn)更高轉(zhuǎn)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(xiàn)0.01 mm左右的**定位,實現(xiàn)更高定位**還比較困難。必須不斷發(fā)展伺服控制技術(shù)和改進傳動結(jié)構(gòu),以期滿足更高精度設(shè)備需求。
5)集成一體化。當前已有部分電動缸產(chǎn)品實現(xiàn)驅(qū)動電機與傳動部件一體化集成設(shè)計,但規(guī)格型號比較有限,需要進一步發(fā)展集成化技術(shù),減少外形尺寸及安裝空間需求,以更好地滿足設(shè)備的需求。