Ролико-винтовая пара Exlar	Винты с трапецеидальной резьбой	ШВП	Гидравлика	Пневматика
Номинальная нагрузка	Высокая	Высокая	Высокая	Очень высокая	Высокая
Срок службы	Большой	Маленький, из-за высокого трения	Средний	Большой, при правильном техническом обслуживании	Большой, при правильном техническом обслуживании
Скорость	Высокая	Низкая	Средняя	Высокая	Высокая
Позиционирование	Простоя	Среднее	Среднее	Сложное	Очень сложное
Жесткость	Очень высокая	Очень высокая	Средняя	Очень высокая	Очень низкая
Ударные нагрузки	Высокие	Высокие	Средние	Очень высокие	Высокие
Габариты	Минимальные	Средние	Средние	Большие	Большие
КПД	> 80 %	прибл. 40%	> 70%	< 50 %	< 50 %
Установка	Совместима со стандартными преобразователями частоты	Требуется разработка механики системы	Требуется разработка механики системы	Сложная, требуется установка гидро линий, сервоклапанов, маслостанции и.т.д.	Сложная, требуется установка гидро линий, сервоклапанов, маслостанции и.т.д.
Обслуживание	Очень простое	Сложное, вследствии сильного износа	Среднее	Очень сложное	Сложное
Воздействие на окружающую среду	Минимальное	Минимальное	Минимальное	Утечка гидравличкой жидкости, шум	Шум

Ролико-винтова пара

В электроцилиндрах Exlar применяется только технология ролико-винтовой пары.
Ролико-винтовая передача представляет собой механизм преобразования вращательного движения в поступательное, аналогично тому, как это происходит в традиционных передачах типа ШВП или с трапецеидальной резьбой.  Однако в отличие от этих устройств, ролико-винтовая пара может выдерживать большие нагрузки в течение тысяч часов эксплуатации в самых жестких условиях. В связи с этим ролико-винтовая пара идеально подходит для ответственных применений с непрерывным режимом работы.

Разница заключается в том, каким образом роликовый ходовой винт передает усилия. Несколько резьбовых спиральных роликов расположено вокруг резьбового вала по планетарной схеме (показано на верхнем рисунке слева), что позволяет преобразовывать вращательное движение электродвигателя в линейное перемещение вала или гайки.
Но, инженеры компании Exlar пошли дальше, и, как бы вывернули ходовой винт на изнанку (показано на нижнем рисунке снизу). Таким образом, планетарный механизм роликов вращается внутри полого цилиндра с резьбой.
Это обеспечивает возможность качественного уплотнения гладкого штока, что не возможно при использовании ШВП.

Особенности технологии

Остановимся поподробнее на отличиях ролико-винтовой передачи и ШВП. Для начала, давайте взгляним на традиционную конструкцию шарико-винтовой пары:

Вал электродвигателя жестко соединен с резьбовым валом шарико-винтовой передачи. В следствие вращения вала, каретка, находящаяся на валу начинает двигаться поступательно. Каретка, в свою очередь, закрепелена таким образом, чтобы не проворачиваться. На торцы каретки приложена нагрузка. Для уменьшения сил трения, между кареткой и резьбовым валом пускаются металические шарики, чтобы избежать трения скольжения.

Какие недостатки можно увидеть в данной конструкции?

1) При движении каретки, момент электродвигателя передается посредством контакта шариков с резьбовым валом и кареткой. Чем меньше точек контакта, тем меньше максимальная нагрузка и долговечность.
Пример приложения нагрузки:

 

Для сравнения, приведем ролико-винтовую пару аналогичного габарита:
 
Данный рисунок демонстрирует нам, что в сходных габаритах, ШВП и ролико-винтовой передачи (РВП), точек контакта значительно больше у последней. А значит намного больше нагрузочная способность и ресурс.

2) Более низкий КПД и максимальная скорость у шарико-винтовой пары обусловленна следующими факторами:

 

Чем больше скорость, тем больше трение и износ шариков, что уменьшает КПД.


 

При скорости вала более 1000 об/мин возникают сильные соударения и вибрации шариков, поэтому, все, даже самые точные и дорогии ШВП не расчитаны на скорости свыше 2000 об/мин.

Конструкция РВП изначальна лишена подобных недостатков. Все ролики жестко закреплены друг от друга и немогу соприкасаться. Для механической синхронизации вращения каждого ролика применены специальные зубчики на конце роликов, что позволяет избегать ненужных проскальзываний.

Компановка системы

Осталось решить следующую проблему, которая каждый раз стоит перед конструкторами - правильный выбор электродвигателя стыковка, монтаж и борьба за габаритные размеры всего узла. Очень  часто, при некачественном изготовлении стыковочных узлов, нарушается соосность механизмов, которая, в свою очередь, ведет к резкому снижению долговечности.

Для решение этой проблемы, компания Exlar представила запатентованную технологию в которой полый цилиндр с резьбой и является ротором электрического серводвигателя. 
Эта технология избавляет от несоосности двигатель-передача, уменьшает габариты на величену двигателя и стыковчного узла. Использование серводвигателя с постоянными магнитами на роторе взамен асинхронного двигателя, позволяет на порядок увеличить динамику линейного перемешения, за счет малой постоянной времени двигателя. Также, сзади двигателя по умолчанию стоит датчик обратной связи, т.е. уровень защиты от окружающей среды достигает IP65 для всей системы.  

В заключении, можно сказать, что при высоких нагрузках, высоких точностях и высоких требований по быстродействию, электроцилиндры Exlar являются привлекательной альтернативой гидро- и пневмо- системам. Для электроцилиндров Exlar  не требуется маслостанций, сервоклапанов, датчиков, шлангов, фильтров и.т.д., только один небольшой блок управления и два кабеля (силовой и сигнальной). В связи с этим, электроцилиндры Exlar занимают намного меньше места, обладают большим сроком службы и практически не требуют технического обслуживания.

Вернуться в раздел "Электроцилиндры серии GS"