Unitate liniară - Convertirea rotației în translație

Un mecanism de acționare liniar convertește mișcările de rotație în mișcări liniare și invers. Mecanismele de acționare liniare sunt componente cheie pentru controlul mișcării în multe sisteme mecanice și ingineria mecanică. Adesea, această conversie este necesară pentru a converti puterea și mișcarea generate de motoare și alte echipamente rotative în translație (mișcare liniară). Unitatea de acționare este realizată industrial cu motoare sau, de asemenea, manual. Articolul introduce conceptele utilizate frecvent și cele comune și enumeră criteriile de proiectare. În cele din urmă, vom discuta exemple de aplicații de inginerie mecanică.

Unitate liniară - Convertirea mișcării rotative în mișcare liniară

Ingineria mecanică se bazează pe diverse concepte pentru a converti o mișcare de rotație într-o mișcare liniară. Eficiența motoarelor în medii industriale este ridicată și poate fi transformată în mișcări liniare prin diverse mecanisme. Rotația motorului poate fi utilizată atât prin rotație, cât și prin translație.

Cele mai comune principii sunt:

• Mecanism culisă-manivelă
• Acționare prin șurub de avans
• Distribuție prin came
• Mecanism excentric

Mecanismul culisă-manivelă este compus dintr-o manivelă acționată, un cuplaj (denumit și bielă) pentru transferul de energie și un culisor ghidat liniar. Acționarea este alimentată de o mișcare de rotație care rotește arborele cotit și, astfel, manivela. Biela are o legătură rotativă la ambele capete. Culisorul poate fi mutat doar într-o manieră translațională. Mișcarea restricționată a manivelei și culisorului creează o transmisie care generează translație prin rotație.

• 1 șurub conducător
• Piuliță cu 2 șuruburi cu bile și flanșă
• 3 Lagăr
• 4 Dispozitiv de transport
• 5 Motor cu cutie de viteze
• 6 Șurub cu plumb Trapezoidal
• 7 Piuliță șurub de avans (secțiune transversală)

Mecanismul de acționare al șurubului de avans este o roată dințată formată dintr-un șurub de avans rotativ și un dispozitiv de transport cu ghidaj liniar. Șurubul de avans este acționat de un motor, iar pasul șurubului de avans determină deplasarea translațională a saniei. Mișcarea ghidată și translația uniformă și definită permit o mișcare foarte precisă și ușor de controlat.

Mecanismele de acționare cu șuruburi de avans și alte angrenaje cu șurub sunt adesea acționate manual pentru reglarea obiectelor.

Distribuțiile cu came sunt transmisii neuniforme. Mișcarea rotativă este convertită de prin intermediul unei transmisii acționate definitorii (de ex. un disc cu came) și a unui scanner. Scannerul este ghidat liniar.

Angrenajele cu came sunt clasificate, printre altele, după metoda de blocare. Aceasta se împarte în interblocare și blocare prin frecare.

• Transmisiile cu blocare prin frecare sunt mai ușor și mai puțin costisitor de fabricat, dar nu sunt la fel de eficiente de operat și pot fi distruse de rezonanțe.
• Soluțiile de interblocare proiectate sunt mai scump de fabricat datorită suprafeței de ghidare suplimentare și acurateței. Prin urmare, aceste transmisii necesită de obicei mai mult spațiu.

Mecanismul excentric este compus dintr-un disc de control prevăzut cu o excentricitate (decalaj față de axa de rotație) și o bielă. Mecanismul excentric este un angrenaj de cuplare și acționează ca o manivelă culisantă. Discul de control este manivela. Acest concept permite adesea un spațiu de instalare mai mic și are proprietăți de operare mai line, datorită maselor mai mari.

Alte metode de convertire a rotației în translație

Mecanismele de acționare cu mișcări rotative pot urma și alte principii. În principiu, transportoarele cu curea și mecanismele de acționare prin tracțiune transformă, de asemenea, rotația în translație. Cu toate acestea, aceste implementări nu sunt adecvate pentru transpunerea în rotație și, prin urmare, nu sunt luate în considerare mai departe.

Criterii de proiectare a unității liniare

Conceptul mecanismelor de acționare liniare diferă în funcție de mecanismele utilizate. În principiu, mecanismele de acționare liniare sunt angrenaje care convertesc un raport de transmisie din mișcare rotativă în translație.

• Cursă: În plus față de unitatea de acționare, intervalul de mișcare translațională este principala caracteristică a unei unități de acționare liniare. Cursa rezultă din geometria raportului de transmisie. Viteza de translație și uniformitatea mișcării depind de geometria și de viteza de rotație a unității de acționare. Sinteza acționării liniare este, de asemenea, influențată de greutate și inerție, deoarece mișcările liniare funcționează de obicei cu modificări direcționale la sfârșitul cursei.
• Unitate de acționare: Unitatea de acționare este pusă în mișcare de o rotație, inițiată de obicei în ingineria mecanică de un motor electric, care furnizează cuplu și viteză de rotație. Acest punct de funcționare poate fi schimbat prin intermediul unei transmisii sau unei comenzi a vitezei rotative. La selectarea unității de acționare, trebuie notat, de asemenea, dacă anumite circumstanțe sau principiul dictează că unitatea de acționare trebuie să poată schimba direcția de rotație. Modificările vitezei rotative din cauza diferitelor puncte de operare sau a mișcărilor neuniforme din timpul sintezei trebuie, de asemenea, observate luând în considerare inerția masei sistemului.
• Condiții limită: De asemenea, condițiile de mediu trebuie luate în considerare la selectarea mecanismelor de acționare liniare. Spațiul de instalare este determinat de mediu și de periferie și poate exclude anumite principii. Greutatea poate juca, de asemenea, un rol cheie în acest punct.

Exemple de aplicații pentru unități liniare în ingineria mecanică

Aplicațiile mecanismelor de acționare liniare în ingineria mecanică sunt diverse, iar acestea pot fi adesea implementate în mai multe iterații pentru o singură aplicație. Exemple de mișcare liniară în ingineria mecanică sunt:

• Sistemele de sortare: O manivelă axială se deplasează perpendicular pe o bandă transportoare și împinge componentele în jos de pe banda transportoare către lateral.
• Imprimatele 3D: Pentru poziționare, imprimantele 3D industriale utilizează dispozitive de acționare liniare.
• Freze: Sistemul de control al mișcării al unui utilaj CNC este format dintr-un șurub de avans pe fiecare axă.
• Etichetare: Angrenajele cu roți dințate sau mecanismele bielă-manivelă folosite pentru etichetarea recipientelor în domeniul ingineriei medicale sau al ingineriei generale de ambalare.
• Robotică: Roboții din medii industriale utilizează șuruburi cu bile pentru a obține o mișcare precisă și frecare redusă cu forțe de acțiune mari.
• Ajustare: Transmisiile cu șuruburi, cum ar fi mecanismele de acționare cu șuruburi de avans, sunt utilizate pentru a bloca componentele pe dispozitivele de fixare.

Atunci când sintetizați o acționare liniară, cum ar fi o manivelă glisantă, atelierul MISUMI are conectorii potriviți, cum ar fi bolțurile balamalelor și blocurile de lagăre articulate, pentru susținerea mișcărilor de rotație, precum și brațele articulate, bielele și lagărele principale pentru proiectarea raportului de transmisie.

Componentele care nu pot fi înlocuite cu piese standardizate și piesele achiziționate pot fi comandate pe meviy. Pagina meviy este un formular de producție contractuală în care puteți utiliza modele CAD pentru a plasa o comandă - toate acestea fără a deriva de la schiță. Pagina va detecta din modelul încărcat dacă acesta reprezintă o piesă din tablă, o piesă turnată sau o piesă frezată și va calcula prețul și timpul de execuție.