Acme-Schraube vs. Kugelschraube

Vorschubschrauben werden häufig verwendet, um lineare Bewegung aus einem rotierenden Motor zu erzeugen. Sie können die kreisförmige Bewegung in lineare Bewegung umwandeln, indem sie die Schraube mit der feststehenden Mutter drehen oder die Mutter drehen, während die Schraube an ihrem Platz bleibt. Heute werden wir uns zwei der beliebtesten Schraubentypen in der Automatisierungsindustrie ansehen, nämlich ACME-Schrauben und Kugelschrauben. Außerdem, wie funktioniert eine Kugelschraube und wie schneidet sie im Vergleich zu einer ACME-Schraube ab?

Was ist eine ACME-Schraube?

ACME-Schrauben verwenden ein trapezförmiges Gewinde, um sich auf die Vorschubschraube zu rollen. Während die Welle rotiert, wenn der rotierende Motor sich dreht, drücken die Gewinde die Wellenmutter vorwärts oder rückwärts, je nach Richtung der Drehbewegung. Dies überträgt die kreisförmige Bewegung des Motors in lineare Bewegung auf der Welle. Alle Aktuatoren von Progressive Automation verwenden die Antriebssysteme mit ACME-Schrauben. Für dieses Beispiel von ACME-Schrauben-Linearantrieben verwenden wir einen unserer PA-14 Mini-Linearantriebe. Wir haben eine breite Palette von elektrischen Linearantrieben für jede Anwendung – klicken Sie hier, um zu stöbern!

 

 

ACME-Schrauben bieten viele Vorteile für ihre Anwendungen. Mit dem richtigen Material für die Mutter können ACME-Schrauben eine Selbstschmierung erreichen. Unsere Linearantriebe verwenden Polymermuttern, die eine sehr geringe Reibungskraft bieten. Dies kann die Notwendigkeit von Schmierung reduzieren oder sogar ganz beseitigen.

Andererseits kann die Metallmutter eine höhere Lastkraft bieten, hat jedoch auch eine höhere Reibungskraft und benötigt Schmierung. ACME-Schrauben-Linearantriebe sind im Allgemeinen eine gute Wahl für vertikale Anwendungen.

 

Sie können das Rückwärtsfahren aufgrund der inhärenten Reibungskraft zwischen dem trapezförmigen Gewinde und der Mutter verhindern. Mit einer vorgespannten Mutter kann das Risiko von Rückschlägen vollständig beseitigt werden. Dies erweitert den Anwendungsbereich von ACME-Schrauben-Linearantrieben erheblich.

Es ist auch sicherer für Benutzer, ihren Linearantrieb zu betreiben, wenn die Einheit eine statische Tragfähigkeit hat, um jedes Gewicht an Ort und Stelle zu halten. Weitere Vorteile der ACME-Schrauben sind ein niedriger Betriebsgeräuschpegel und niedrige Herstellungskosten.

ACME-Schrauben haben viele großartige Vorteile, aber es gibt zwei wesentliche Einschränkungen, die mit ihrer Verwendung verbunden sind, nämlich eine niedrige Effizienz und kürzere Lebenszyklen. Aufgrund der hohen Reibungskraft zwischen der Mutter und dem ACME-Schraubengewinde können die meisten Einheiten nur eine Effizienz von 20 % bis 40 % erreichen, abhängig vom Material der Mutter und der Vorschubschraube. Während dies das Rückwärtsfahren der Einheiten verhindert, erfordert es auch mehr Motor-Drehmoment, um die gleiche Kraft im Vergleich zu ihrer Kugelschrauben-Gegenstück zu erreichen. Das bedeutet, dass die Verwendung von ACME-Schrauben eine niedrigere Kraft, Geschwindigkeit und Arbeitszyklusbewertung als eine Kugelschraube in einem Linearantrieb mit demselben Motor haben wird.

 

Vorteile

• Niedrigere Kosten
• Niedrigere Betriebsgeräusche
• Rückwärtsfahren verhindern
• Selbstschmierend

 

Nachteile

• Kürzere Lebensdauer
• Niedrigere Effizienz

 

Was ist eine Kugelschraube?

Kugelschrauben verwenden kreisförmige Gewinde sowohl an der Schraube als auch an der Mutter, die eine spiralförmige Laufbahn für Kugellager bieten, um entlang der Gewinde zu gleiten. Die Kugellager rollen durch jede spiralförmige Laufbahn, während sich die Mutter oder die Schraube bewegt, und drücken dann entweder die Schraube oder die Mutter vorwärts, wodurch eine lineare Bewegung entsteht.

Die Effizienz von Kugelschrauben ist höher als die von ACME-Schrauben, da sie aufgrund der Kugellager minimale Reibungsverluste erleiden. Die Mutter und das Schraubengewinde kommen nicht direkt in Kontakt, sondern bewegen sich entlang der Kugellager, die zwischen ihnen rollen. Ein Kugelschrauben-Antriebssystem kann eine Effizienz von 70 % bis 95 % erreichen. Dies ermöglicht es Kugelschrauben-Aktuatoren, eine höhere Kraft, Geschwindigkeit und Arbeitszyklusbewertung zu haben. Mit einer geringeren Reibungskraft erleiden ihre Mutter und Schraube weniger physikalischen Verschleiß und somit eine längere Lebensdauer.

 

 

Der Hauptnachteil von Kugelschrauben-Linearantrieben ist, dass sie aufgrund ihrer niedrigen internen Reibung leicht zurückfahren können. Dies schafft ein Sicherheitsproblem für die Benutzer, da sie ihre Last nicht an Ort und Stelle halten können, wenn sie nicht in Betrieb sind, es sei denn, es ist ein Bremssystem vorhanden. Wenn ein Kugelschrauben-Linearantrieb in Betrieb ist, rollen die Kugellager ständig innerhalb der Mutter und Schraube, was einen höheren Geräuschpegel verursacht als bei ihrer ACME-Schrauben-Gegenstück. Die Herstellungskosten für Kugelschrauben sind auch höher als die für ACME-Schrauben.

 

Vorteile

• Höhere Effizienz
• Längere Lebensdauer
• Höhere Arbeitszyklen
• Höhere Geschwindigkeit

 

Nachteile

• Lauterer Betriebsgeräusch
• Rückwärtsfahren
• Höhere Kosten

 

Der neue und verbesserte PA-01 Mini-Aktuator (PA-14 Upgrade) ist das aktuelle Modell, das wir mit einer Vielzahl von zusätzlichen Vorteilen anbieten. Für einen Vergleich sehen Sie sich die Tabellen unten an und upgraden Sie mit Vertrauen!

	PA-01	PA-14
Dynamische Lastoptionen	16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs	35, 50, 75, 110, 150 lbs
Höchste Last	225 lbs	150 lbs
Höchste Geschwindigkeit	3.54 "/sec	2.00"/sec
Eingangsschutz	IP65	IP54
Hublängenoptionen	1" bis 40"	1" bis 40"
Hall-Effekt-Feedback	Optional	Nein

Fazit – ACME-Schraube vs Kugelschraube

Sowohl ACME-Schrauben als auch Kugelschrauben werden in der Automatisierungsindustrie weit verbreitet eingesetzt. Bei Progressive Automations verwenden wir ACME-Schrauben, da sie ein zuverlässigeres Design für allgemeine Anwendungen bieten. Kein Rückwärtsfahren und niedrige Kosten machen dieses Design zu einer sehr flexiblen Lösung für die meisten automatisierten Anwendungen der linearen Bewegung. Kugelschrauben hingegen bieten eine teurere, kleinere Lösung, jedoch mit höheren Leistungsbewertungen.