ACME vreteno vs. kroglično vreteno

Navojna vretena se pogosto uporabljajo za ustvarjanje linearnega gibanja iz vrtilnega motorja. Krožno gibanje lahko pretvorijo v linearno tako, da vrtimo vreteno, medtem ko je matica pritrjena na mestu, ali pa vrtimo matico, medtem ko vreteno ostane na mestu. Danes si bomo ogledali dva najbolj priljubljena tipa vreten v industriji avtomatizacije, in sicer ACME vretena in kroglična vretena. Prav tako bomo pojasnili, kako deluje kroglično vreteno in kako se primerja z ACME vretenom.

Kaj je ACME vreteno?

ACME vretena uporabljajo navoj trapezne oblike. Ko se gred vrti z vrtilnim motorjem, navoji potiskajo matico na gredi naprej ali nazaj, odvisno od smeri vrtenja. Tako se krožno gibanje motorja pretvori v linearno gibanje po gredi. Vsi aktuatorji Progressive Automations uporabljajo pogonske sisteme z ACME vreteni. Za ta primer linearnih aktuatorjev z ACME vretenom bomo uporabili enega od naših mini linearnih aktuatorjev PA-14. Imamo široko paleto električnih linearnih aktuatorjev za katero koli uporabo – kliknite za brskanje!

 

 

ACME vretena prinašajo številne prednosti za svoje uporabe. Ob ustreznem materialu matice lahko ACME vretena dosežejo samomazanje. Naši linearni aktuatorji uporabljajo polimerne matice, ki zagotavljajo zelo majhno trenje. To lahko zmanjša ali celo odpravi potrebo po mazivu.

Po drugi strani lahko kovinska matica omogoči večjo obremenitev, vendar bo imela tudi večje trenje in zahtevala mazanje. Linearni aktuatorji z ACME vretenom so na splošno dobra izbira za navpične aplikacije.

 

Zaradi notranjega trenja med trapeznim navojem in matico lahko preprečijo povratno poganjanje. S prednapeto matico je mogoče tveganje zračnosti povsem odpraviti. To močno razširi področje uporabe linearnih aktuatorjev z ACME vretenom.

Uporabnikom je tudi varneje upravljati njihov linearni aktuator, ko ima enota statično nosilnost, ki drži težo na mestu. Druge prednosti ACME vreten so nizek obratovalni hrup in nizki stroški izdelave.

ACME vretena sicer prinašajo številne prednosti, vendar njuna uporaba prinaša dve glavni omejitvi: nizko učinkovitost in krajšo življenjsko dobo. Zaradi visokega trenja med matico in navojem ACME lahko večina enot doseže le 20 % do 40 % učinkovitost, odvisno od materiala matice in navojnega vretena. Čeprav to preprečuje povratno poganjanje enot, zahteva tudi večji navor motorja, da se doseže enaka sila v primerjavi s krogličnim vretenom. To pomeni, da bo uporaba ACME vretena imela nižjo silo, hitrost in oceno delovnega cikla kot kroglično vreteno v linearnem aktuatorju z istim motorjem.

 

Prednosti

• Nižji stroški
• Nižji obratovalni hrup
• Preprečuje povratno poganjanje
• Samomazanje

 

Slabosti

• Krajša življenjska doba
• Nižja učinkovitost

 

Kaj je kroglično vreteno?

Kroglična vretena imajo krožne navoje tako na vretenu kot na matici, ki ustvarijo vijačno stezo, po kateri se po navojih pomikajo kroglični ležaji. Kroglični ležaji se kotálijo po vsaki vijačni stezi, ko se premika matica ali vreteno, nato pa potiskajo bodisi vreteno bodisi matico naprej in tako ustvarijo linearno gibanje.

Učinkovitost krogličnega vretena je višja kot pri ACME vretenu, saj zaradi krogličnih ležajev prihaja do minimalnih izgub zaradi trenja. Matica in navoj vretena nista v neposrednem stiku, temveč se gibljeta po krogličnih ležajih, ki se vrtijo med njima. Pogonski sistem s krogličnim vretenom lahko doseže 70 % do 95 % učinkovitost. To omogoča, da imajo aktuatorji s krogličnim vretenom višjo silo, hitrost in oceno delovnega cikla. Z manjšim trenjem se matica in vreteno manj mehansko obrabljata, zato je življenjska doba daljša.

 

 

Glavna pomanjkljivost linearnih aktuatorjev s krogličnim vretenom je, da se zaradi nizkega notranjega trenja lahko zlahka povratno poganjajo. To predstavlja varnostno tveganje za uporabnike, saj ne morejo zadržati obremenitve na mestu, ko niso v delovanju, razen če je vgrajen zavorni sistem. Ko je linearni aktuator s krogličnim vretenom v pogonu, se kroglični ležaji nenehno kotalijo znotraj matice in vretena, kar povzroča višjo raven hrupa kot pri ACME vretenu. Tudi stroški izdelave krogličnih vreten so višji kot pri ACME vretenih.

 

Prednosti

• Višja učinkovitost
• Daljša življenjska doba
• Višji delovni cikel
• Višja hitrost

 

Slabosti

• Glasnejši obratovalni hrup
• Povratno poganjanje
• Višji stroški

 

Novi in izboljšani mini aktuator PA-01 (nadgradnja PA-14) je naš trenutni model z vrsto dodatnih prednosti. Za primerjavo si oglejte spodnje tabele in nadgradite z zaupanjem!

	PA-01	PA-14
Možnosti dinamične obremenitve	16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs	35, 50, 75, 110, 150 lbs
Največja obremenitev	225 lbs	150 lbs
Najvišja hitrost	3.54 "/sec	2.00"/sec
Razred zaščite IP	IP65	IP54
Možnosti hoda	1" to 40"	1" to 40"
Povratna zveza s Hallovim učinkom	Izbirno	Ne

Zaključek – ACME vreteno vs. kroglično vreteno

Tako ACME vretena kot kroglična vretena se široko uporabljajo v industriji avtomatizacije. Pri Progressive Automations uporabljamo ACME vretena, saj zagotavljajo zanesljivejšo zasnovo za splošne aplikacije. Odsotnost povratnega poganjanja in nizki stroški naredijo to zasnovo zelo prilagodljivo rešitev za večino aplikacij linearnega gibanja. Kroglična vretena pa ponujajo dražjo rešitev z manjšim obsegom, vendar z višjimi zmogljivostnimi ocenami.