Technische Analyse und Auswahlleitfaden für 10 industrielle lineare Übertragungsmechanismen

1Trapezschraube

• Leistung der Getriebe:
  • Effizienz: 26%-46% (erheblicher Energieverlust durch Gleitreibung; regelmäßiges Schmieren erforderlich).
  • Geschwindigkeit: ≤ 0,5 m/s (Reibungswärme begrenzt den Hochgeschwindigkeitsbetrieb; bei Dauerbetrieb übersteigt der Temperaturanstieg häufig 60 °C).
  • Lebensdauer: 5.000 bis 10.000 Stunden (abhängig von der Schmierfrequenz; Lithium-basierte Fettsäure wird alle 8 Stunden nachgefüllt).
• Hauptvorteile:
  • Selbstverriegelung: Natürliche Selbstverriegelung bei einem Wirkungsgrad von < 50% (Sicherheitsfaktor 1,5 ∼ 2,0), ideal für vertikale Belastungsszenarien.
  • Kostenwirksam: Einfache Bearbeitung (Wallformung) mit einem Stückkosten von nur 1/3 der Kugelschrauben.
• Typische Anwendungen: Aufzugsplattformen, kleine Werkzeugmaschinen, Ventilantriebe.
• Einschränkungen: geringer Wirkungsgrad, hohe Wärmeerzeugung, moderate Positionierungsgenauigkeit (Klasse IT8 IT10).

2- Ballschraub.

• Leistung der Getriebe:
  • Effizienz: 90%·96% (Rollreibungskoeffizient bis 0,001·0.005, minimale Energieverluste).
  • Geschwindigkeit: ≤ 10 m/s (nachhaltiger Hochgeschwindigkeitsbetrieb bei DmN-Wert ≤ 1,200, 000).
  • Lebensdauer: 50.000 – 100.000 Stunden (nach dem L10-Lebensstandard; vorgepresste Typen verlängern die Lebensdauer um 30%).
• Hauptvorteile:
  • Hohe Präzision: Positionsgenauigkeit bis ± 5 μm/m (C3-Grad), Wiederholbarkeit ± 1 μm.
  • Umkehrbare Übertragung: Nicht selbstverriegelnd (Bremsanlage für vertikale Achsen erforderlich); Mikrozufuhr unterstützt (mindestens Pulsäquivalent 0,1 μm).
• Typische Anwendungen: CNC-Werkzeugmaschinen, Halbleiterlithographiemaschinen, lineare Achsen von Industrierobotern.
• Einschränkungen: Hohe Herstellungskosten (5x10 Trapezschrauben), strenge Staubsicherheitsanforderungen.

3. Zeitgurtantrieb

• Leistung der Getriebe:
  • Effizienz: 98% (kein Schiebeverlust, nur elastischer Verformungsverlust).
  • Geschwindigkeit: ≤ 50 m/s (Liniengeschwindigkeit begrenzt durch Ruderdurchmesser und Spannung).
  • Präzision: Positionierungsgenauigkeit ± 0,1 mm/m (Spitchfehler innerhalb von ± 0,02 mm kontrolliert).
• Hauptvorteile:
  • Wartungsfrei: kein Schmieren erforderlich; Betriebstemperatur -20°C+80°C, Öl- und Alterungsbeständigkeit.
  • Fernübertragung: Höchstmittelabstand 10 m (Spannrollen für Längen von mehr als 5 m erforderlich).
• Typische Anwendungen: 3C-Produktmontagelinie, Druckführer, automatisierte Sortiersysteme im Lager.
• Einschränkungen: Niedrige Stoßfestigkeit; strenge Spannungskontrolle erforderlich, um Zahnspringen zu verhindern.

4. Elektrischer Aktor

• Leistungsparameter:
  • Schubbereich: 50N ¥ 5.000N (Kugelschraubtyp bis 10.000N).
  • Geschwindigkeitsbereich: 10 mm/s ≈ 100 mm/s (abhängig vom Getriebeverhältnis und der Drehzahl des Motors).
  • Schlagbereich: 50 mm ≈ 1500 mm (bis zu 3000 mm individuell angepasst).
• Hauptvorteile:
  • Selbstverschließender Schutz: eingebaute elektromagnetische Bremse oder Wurmgetriebe (Sicherheitsfaktor ≥ 2,5).
  • Plug-and-Play: IP54, geeignet für zivile und leichte Industrieanwendungen.
• Typische Anwendungen: Intelligente Türen/Fenster, Bühnenmaschinen, Systeme zur Anpassung von Krankenbetten.
• Einschränkungen: Schwache Radiallastkapazität; moderate Positionierungsgenauigkeit (Fehler ± 0,5 mm).

5. Elektrischer Zylinder

• Leistungsparameter:
  • Positionsgenauigkeit: ±0,01 mm (Resolution von 1 μm für Servofeedback).
  • Schubbereich: 500N ¥ 50.000N (Rollenschraubtyp bis 200.000N).
  • Dynamische Reaktion: Beschleunigung ≥ 10 g (Kurztakt-Hochgeschwindigkeits-Typ).
• Hauptvorteile:
  • Moduläres Design: Unterstützt die Anpassung von Servo-/Schrittmotor; integrierter Kraftsensor (Schubsteuergenauigkeit 1%).
  • Hohe Steifigkeit: Gehäuse aus hochfester Aluminiumlegierung (Stiffheit ≥ 50 N/μm), Neigungsdämpfer ≥ 200 N·m.
• Typische Anwendungen: Automobilpressen, Lithiumbatterienbeschichtungsmaschinen, Testgeräte für die Luftfahrt.
• Einschränkungen: Hohe Kosten (Einfachachsenkosten > 10.000 RMB); strenge Koaxialitätsanforderungen (≤ 0,02 mm).

6. Linearmotor

• Leistung der Getriebe:
  • Effizienz: 90%+ (keine Zwischenübertragungsverluste).
  • Geschwindigkeitsbereich: ≤ 10 m/s (Standard-Typ), Hochgeschwindigkeits-Typ bis 50 m/s (mit Luftträgerleitungen).
  • Beschleunigung: ≥ 5g (Spitzenantrieb 3x Dauerantrieb).
• Hauptvorteile:
  • Null Gegenreaktion: Berührungslose Bewegung (Luftlücke 0,5 ∼ 1 mm), Positionierungsgenauigkeit ± 1 μm (mit Gitterrückkopplung).
  • Hohe Dynamik: Bewegungsmaschine mit einem Gewicht von < 5 kg (miniaturisierte Konstruktion), geeignet für Hochfrequenz-Reziprozierung (≥ 20 Hz).
• Typische Anwendungen: Halbleiterwaferbearbeitung, Präzisionskoordinatenmessmaschinen, Hochgeschwindigkeitsverpackungsmaschinen.
• Einschränkungen: Magnet- und Staubdämmung erforderlich; hoher Stromverbrauch (Kühlsystem macht 30% der Kosten aus).

7. Rack & Pinion

• Leistung der Getriebe:
  • Geschwindigkeitsbereich: ≤ 5 m/s (Genauigkeitsgrad), schwerer Typ bis 10 m/s.
  • Lastkapazität: Radialleistung ≤ 50.000 N (Schienenunterstützung erforderlich).
  • Genauigkeitsgrad: Standortgenauigkeit des Bodenracks ± 0,1 mm/m, Standardgrad ± 0,5 mm/m.