研究混合式直线电机的特点及应用优势探讨常见电机类型在物品中的应用

在探索常见电机类型的物品应用时,我们发现步进电机能够通过多种机械方法实现从旋转运动到线性运动的转变,这些方法包括齿条和齿轮传动、皮带轮传动以及其他机械联动装置。这些设计都需要各种机械零件,而将这种转变内置于电机内部是最有效的做法。

基本步进电机由具有磁性的转子铁芯与定子产生的脉动定子电磁场相互作用产生旋转运动。直线电机则将旋转运动转换为线性运动,其精密程度取决于转子的步进角度和所选方法。直线步进电机自1968年起就被用于高要求领域,如制造、精密调准和精密流体测量等。

使用螺纹直线电机会受到其螺距精度影响。在这种设计中,一个螺母位于直线電機轉子的中心,与之对应的是一根螺杆,它与这个螺母啮合。当要使螺杆沿着轴向移动时,必须确保它不会随着转子的旋转而一起移动。由于螺杆的自由移动受到了限制,当轉子旋轉時,位於其軸線上的導杆實現了線性運動。这可以通过在電機內部或外部使用固定不會旋轉但軸向可自由移動的螺母来实现。

为了简化设计,将这一变化进行在电子设备内部完成是有意义的。这一方法极大地简化了设计,使得许多应用领域可以直接使用无需安装外部机械联动装置的情形下进行精确的线性移动。

最初采用滚珠丝杆和滚珠轴承结合体,但这类系统虽然效率高达90%以上,但却对校准要求很高且成本较高,因此并不适用于大多数应用领域。此外,大部分设备设计人员熟悉基于混合式步进技术开发的一些产品,这些产品已有多年的历史,并拥有自身独特的地位、优点和局限性。

尽管如此,有几种方式可以提高这些产品耐久性并减少维护需求,比如改善轴承材料,以及提高导杆/螺母组合寿命。在某些情况下,由于它们无刷设计,可以避免磨损唯一两个部件:驱动轴承及其与导管/锁紧片组成的一部分(即引导丝)及锁紧片之间形成的一个带状接触面。如果选择正确材料并进行良好的工程塑料处理,那么这些接触面的摩擦系数会显著降低,从而延长它们之间运行时间,同时也减少了磨损程度。

因此,在寻找一种既能提供良好性能又能减少维护需求的解决方案时,可以考虑采用工程塑料制成的心型凹槽内心型键盘结构,以此来替代传统青铜心键盘结构。该结构不仅能够提供更好的性能,还能够降低噪音水平,并且因为不需要任何润滑剂,所以几乎完全消除了润滑问题,从而进一步增加了整体系统寿命。此外,该新材料还具有良好的抗腐蚀性能,这对于防止金属腐蚀造成的问题是一个巨大的优势。