俗話說“品質在于細節”。雖然您的線性運動應用程序看起來很簡單，但關注可能導致意外問題的區域是非常有益的。以下是確定步進電機直線執行機構尺寸時需要考慮的幾個重要因素。從長遠來看，這些因素可以節省工作、金錢和時間。

　　1.計算扭矩

　　計算移動施加負載所需的扭矩是正確確定電機尺寸以驅動螺桿或滾珠絲杠組件的標準程序。使用螺桿時，導程和效率將顯著影響所需的扭矩。因此，您可能會發現自己在平衡力(由于螺紋的機械優勢，導程越細，導程越高)和線速度(螺桿每轉前進更容易實現)。

　　雖然這個扭矩計算是一個重要的數字，它會占用系統的大部分扭矩預算，但其他因素也會增加扭矩需求。慣性、加速度、未對準、密封、溫度和系統中的低效率都會影響整體扭矩值。因此，用于致動器的步進電機的尺寸通常設置為所需扭矩的2倍，以提供額外的間隙來驅動螺桿或滾珠絲杠。如果不考慮額外的扭矩，可能會損失步數，這可能會在系統中引入空轉或不準確。雖然編碼器可以用來閉環，但是會增加成本，在設計中會占用額外的空間。

　　除了成本和空間之外，選擇具有更大扭矩緩沖或安全系數的電機可能導致步進致動器使用更大的電機或更長的電機(雙疊層)。在審查應用時，請考慮所需的運動和系統中致動器的功能。例如，許多設計基于最大負載和速度。

　　有必要問一問：

　　2.占空比是多少？

　　是兩個極限同時出現，還是速度越高負載越低？

　　這種高負荷高速度是偶爾需要還是持續需要？

　　是只要求整個運動的一小部分，還是沿整個長度？

　　3.超速行駛

　　在夾爪組件或吸頭彈出的情況下，最高負載可能僅出現在夾緊或推動時的行程末端。這通常以低得多的速度完成。否則速度高的時候負載會小很多。在本例中，您不必為兩個極端設置電機尺寸。它可以根據典型用途調整大小，來產生更多的力。

　　超速也是加速的寶貴工具。需要更大的扭矩使軸高速(慣性)旋轉，盡快達到線速度(速度)。加速電機(這樣更平穩，達到最大速度需要更長時間，有助于防止電機失速。

　　4.溫度預防措施

　　溫度常常被忽略，因為它可能導致線性致動器的性能問題。比如低溫會造成額外的阻力(摩擦力)和步進電機執行機構的失步。我們經常與工程師合作設計-30攝氏度的溫度規格，有時甚至低至-50C。重要的是要考慮溫度是否屬于制冷條件，即材料必須能承受氣候并不一定在這個低溫下發揮作用，或者應用要求電機在這些寒冷條件下連續可靠運行。在這兩種情況下，有多種材料可供選擇，但它們可能因應用而異。與直線執行機構各部件能否承受低溫同等重要的是，配套部件的導熱系數差異也是選擇的關鍵因素。因此，我們建議應用工程師合作解決溫度問題。我們的專家幫助您設置額外的間隙，使低溫下不會發生粘連，并協助材料選擇，使配合部件具有相似的熱系數，從而允許它們以相同的速率膨脹和收縮。

　　5.重量注意事項

　　整個部件或機器的重量也是一個經常被忽視的因素。許多減輕重量的解決方案以替代材料的形式存在于航空航天、軍事、包裝和運輸工業中。

　　鋁螺桿在輕型應用中很受歡迎，盡管它們可能缺乏強度和剛性。鋁約為不銹鋼絲杠重量的1/3，可顯著減輕直線執行機構組件和整個系統的重量33，354，尤其是需要大絲杠時。鈦是另一種可行的材料選擇，具有減輕鋼鋁重量的強度，但價格較高。當需要保持強度且成本是一個因素時，合金鋼和不銹鋼絲杠可以鏤空。它們在中心鉆孔，以顯著減輕重量。

　　鋁螺釘是磁共振成像(MRI)應用或其他需要非磁性或非鐵金屬螺釘的應用的絕佳選擇。雖然300系列不銹鋼被認為是無磁性的，但由于加工硬化，它在加工過程中會產生輕微的磁性。熱處理過程可以進一步降低磁性水平。在這些環境中，由青銅和鈦制成的絲杠也是潛在的選擇。

　　6.定制螺母設計

　　不要自動排除自定義螺母設計，因為它可以為應用程序提供價值。例如，定制螺母可以設計成消除系統組裝期間的安裝復雜性和對準問題。完全成型的零件也有附加值。這可能需要一次性NRE(非經常性項目)費用，但也將導致最低的整體單價。如果不能以經濟有效的方式成型，成型大多數螺母尺寸的毛坯并進行二次操作是另一種定制選項。

　　設計塑料螺母時，請考慮機械、熱或其他關鍵性能特征是否可用于棒材、坯料、成型顆粒或兩者。在許多情況下，模制螺母是有意義的，并且可能更可行。成型螺母時，建議遵循最佳實踐。比如零件形狀不對稱，壁厚，壁厚不均都會造成成型問題。我們還建議取芯，以減少下沉和尺寸不穩定的機會。我們的應用工程師將與您一起制定最佳材料和設計建議。無論是ESD、潔凈室、水下、食品接觸或空間應用，我們都有符合您規格的材料。

　　7.末端支撐

　　為了支撐螺桿或滾珠螺桿的末端，軸承選項可以包括角接觸軸承、深溝徑向軸承和推力軸承。深徑向軸承通常用于處理軸向載荷。徑向軸承的推力負荷能力通常以額定徑向負荷的百分比來計算。對于高軸向載荷，考慮角接觸軸承。它們是專門為軸向載荷設計的，也為螺釘提供徑向支撐。推力軸承將承受最高載荷，但通常不徑向支撐軸，因此通常與徑向軸承或其他支撐軸的方式結合使用。徑向軸承的注意事項：額定靜載荷通常低于額定動載荷。在確定軸承尺寸時，您需要注意這一點。確定螺桿旋轉(動態)或靜止(靜態)時的最大載荷非常重要。

　　密封件可用于各種軸承類型。密封有助于防止污垢和灰塵進入，并延長軸承的使用壽命，特別是在惡劣條件下。但是，您必須檢查添加密封對規范的影響。在某些情況下，密封會降低額定負載。如果密封件不適合特定的軸承類型，可以提供帶有內置密封件的軸承座，以保護軸承免受污染。無論選擇哪種軸承，軸承中的潤滑劑都必須根據條件進行改變。例如，低溫暴露、排氣問題、高負荷和其他特殊情況可能需要將標準潤滑改為更適合應用的潤滑脂。

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