当步进电机转变旋转运动为线性运动时,人们可以采用几种不同的机械方法来实现这一目标。这些方法包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他类型的机械联动装置。所有这些设计都需要各种各样的机械零件。而将这种转变在电机内部完成是最有效的方式。
一个基本的步进电机由一个具有磁性的转子铁芯与定子的脉动磁场相互作用产生旋转。这一过程中的精确度取决于转子的步进角度和所采用的方法。直线步进电机,也被称为直线步进电机,是一种将旋转运动直接变换为线性运动的设备,它们通常用于高要求领域,如制造业、精密调准以及流体测量等。
使用螺纹直线电机的精度取决于其螺距。在这种类型的直线电机中,将一个螺母安装在轴中心,并通过一根螺杆与之配合以防止螺杆同时移动时与轴心组件一起旋转。当轴心组件旋转时,通过某种方式约束螺杆不随之旋转,就能实现螺杆沿着轴向进行线性移动,无论是在内置于电机内部或外部固定而不能旋轉但軸向可自由移動的一個固定的軸上,都能作为约束的一个典型例子。
为了简化设计,在内置到电机会执行这个任务非常有意义。这使得在许多应用中,可以直接使用无需额外机械联动装置就能提供精确线性移动能力的小型化直线 电机会更受欢迎。最初,这些 直 线 电 机会利用滚珠丝杆和丝帽结合体来实现这一点,但这并不是最合适的情况,因为滚珠丝帽对校准要求很高,而且成本昂贵且体积较大。此外,由于梯形锁孔提供效率仅20%至70%,因此它并不是解决问题的理想选择。
尽管滚珠丝杆是一种高效率的手段,但是由于它们对于校准要求极高,因此并不总是实用的解决方案。大多数设备设计人员熟悉基于混合式步进驱动器构建的大型型号,它们已经有了多年的历史,并且伴随着自己的优点和局限性。一旦建立起来,这些设备便能够提供紧凑、无刷(因此没有火花)、令人印象深刻的机械性能、高级功能以及可靠性能。但是,在某些情况下,如果没有日常维护,这些设备可能无法保证其耐久性。
然而,现在有一些技术可以克服这些障碍,使得这些设备更加耐用并减少维护需求,由于它们不含刷子,磨损唯一两个部分:一次加速器轴承,以及由导管/扭矩头组成的一系列锁孔。最近,加强过滤物料特征,使得新的空心轴寿命增加,而导管/扭矩头组合也表现出改善后的耐用性能。
为了提高耐用性,我们必须了解基本结构。在Size 17大小,即混全式步进驱动器家族中较小尺寸之一,通常会使用从金属材料加工成空心轴,然后添加内锁孔,与导管连接,以形成整体结构。空心轴沿着表盘中心安装,而导管材料则是不锈钢,其抗腐蚀性能良好,大多数零件采用加工锁孔(如#10-32),这取决于所需精度和速度。而Acme锁孔比V形锁孔更适合,因为它具有更好的力学特征,从而降低磨损程度,使整个系统更加长寿且经济有效。此外,用Acme锁孔还可以减少因V形锁孔造成额外摩擦所导致的问题。此处讨论的是不同类型材料及其影响如何决定哪个最佳用于给予最高效益及最大持久时间;以此探究提升基础技术发展水平及提高产品质量标准,为用户提供更多选项以满足他们不断增长需求;最后再次强调未来的研究方向应注重提高产品质量标准,以符合市场竞争条件,同时考虑环境保护同样重要的事宜,并提出了建议以促进行业创新发展。在未来工作中,还应该继续探索其他可能改善产品稳定性的新技术或工艺,以进一步提升混合式直流发射车辆运行安全和效率。如果成功地开发出这样的技术,那么我们预计将会看到汽车行业出现重大革命性的变化,这将彻底改变我们的交通方式,对环境也有利好影响。这就是为什么我们认为现在要开始研究这个主题非常重要的地方。