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垂直應用中需要考慮的五件事
在確定尺寸和選擇線性執(zhí)行器時，安裝方向是核心考慮因素之一。根據所使用的直線導軌的類型，一些執(zhí)行器可以支撐比側向負載更高的向下或提升負載，或者可以比滾動力矩更好地處理俯仰和橫擺力矩 - 在評估垂直工作的執(zhí)行器時所有重要因素。驅動機構的類型也影響致動器對垂直操作的適應性。螺釘，無論是滾珠絲杠還是導螺桿，通常優(yōu)于皮帶或直線電機，用于垂直承載負載，但它們確實有一些限制。
與重力作斗爭（有時候）的獨特挑戰(zhàn)不僅僅是裝載。以下是設計師和工程師在選擇垂直工作線性執(zhí)行器時應考慮的五個因素。
雖然負載放置和定向是在任何應用中要檢查的參數之一，但值得強調的是以垂直方向安裝的執(zhí)行器。因為致動器將在向上行程期間抵抗重力而在下行程中將受到重力的輔助，所以無論過程如何（例如，按壓，拉動或運輸），每種情況下的負載將是不同的。這不僅會影響導軌和驅動機構的軸承壽命，還會影響所需的電機扭矩。此外，啟動和停止時負載上的重力會影響系統的慣性，這也會影響執(zhí)行器的選擇和電機的尺寸。
在垂直應用中，通常建議在每個導軌上使用兩個軸承座。這確保了組件可以支持在加速和減速期間產生的俯仰和橫擺力矩載荷。類似地，使用具有兩個平行導軌的致動器將使致動器能夠處理由均勻分布的負載或由于該過程引起的外力引起的任何側傾力矩。如果空間允許，較好的方案是選擇使用兩個導軌的執(zhí)行器，每個導軌帶有兩個軸承座。
垂直應用在向上和向下沖程中經歷不同的加載條件。
在垂直應用中使用滾珠絲杠或導螺桿時，滿載會產生軸向力，這會導致螺釘彎曲并最終在負載下彎曲。屈曲載荷由螺釘的根部直徑，無支撐長度和端部軸承布置決定。端部軸承布置對屈曲載荷具有顯著影響。螺釘組件剛性越牢固，其允許的屈曲載荷就越高。例如，具有固定固定軸承布置的螺釘具有16倍的允許屈曲載荷，而不是具有固定自由端安裝的螺釘。
F c =最大壓縮載荷（N）
f b =最終軸承系數
d 1 =螺桿根部直徑（mm）
L =無支撐長度（mm）
將螺釘與固定軸承一起布置在頂部將使螺釘處于張緊狀態(tài)，從而避免螺釘上的過大壓縮力。大多數滾珠或導螺桿執(zhí)行器都是由驅動（電機）端的固定軸承構成，但重要的是檢查軸承配置并確保執(zhí)行器的安裝方式使固定軸承位于頂部。
出于安全原因，螺釘在垂直應用中優(yōu)于皮帶或直線電機，因為它們有助于防止負載在電機斷電時發(fā)生災難性故障。但是，根據螺釘的摩擦力，導程角和效率，它們可以并且通常會反向驅動。（一般來說，導螺桿由于效率較低而具有較低的反向驅動傾向。）螺釘組件反向驅動的可能性可通過計算后驅動扭矩并將其與組件的摩擦力進行比較來確定（拖動螺母的扭矩，密封件的摩擦力和端部軸承的摩擦力。如果后驅動扭矩小于組件的摩擦力，則負載不太可能導致反向驅動。
T b =后驅動扭矩（Nm）
F =軸向載荷（N）
P =螺釘導程（m）
η 2 =反向效率（0.8至0.9為滾珠絲杠）*
*后退駕駛時的效率通常低于正常操作的效率。務必檢查制造商的后驅動效率規(guī)格。
大多數軸承和執(zhí)行器在所有四個側面都有潤滑端口，主要是為了在有阻擋一個或多個端口的障礙物時容納通道。對于某些設計，組件的方向也決定了應該使用哪個潤滑端口。由于重力是潤滑直線導軌上部軌道或螺釘最上部滾道的障礙，因此檢查制造商的垂直安裝潤滑指南尤為重要。在許多情況下，制造商會建議不要在垂直應用中使用油。對于脂潤滑，組件通常具有特殊的計量潤滑通道，以確保潤滑脂到達所有關鍵表面。
垂直方向的執(zhí)行器具有以下優(yōu)點：液體污染通常會消失，從而降低腐蝕風險。然而，非常細小的輕微顆粒，例如玻璃纖維和陶瓷粉末，更可能粘附在軸承表面上，并且簡單地被端部密封“推”，導致污染物積聚并增加進入軸承的風險。 。為確保垂直應用中的保護，應使用帶前密封和側密封的直線導軌。選擇具有自己的密封或覆蓋機構的執(zhí)行器（盡量是全接觸式密封而不僅僅是蓋板）可以提供額外的保護，防止空氣污染和液體污染。
與重力作斗爭（有時候）的獨特挑戰(zhàn)不僅僅是裝載。以下是設計師和工程師在選擇垂直工作線性執(zhí)行器時應考慮的五個因素。
雖然負載放置和定向是在任何應用中要檢查的參數之一，但值得強調的是以垂直方向安裝的執(zhí)行器。因為致動器將在向上行程期間抵抗重力而在下行程中將受到重力的輔助，所以無論過程如何（例如，按壓，拉動或運輸），每種情況下的負載將是不同的。這不僅會影響導軌和驅動機構的軸承壽命，還會影響所需的電機扭矩。此外，啟動和停止時負載上的重力會影響系統的慣性，這也會影響執(zhí)行器的選擇和電機的尺寸。
在垂直應用中，通常建議在每個導軌上使用兩個軸承座。這確保了組件可以支持在加速和減速期間產生的俯仰和橫擺力矩載荷。類似地，使用具有兩個平行導軌的致動器將使致動器能夠處理由均勻分布的負載或由于該過程引起的外力引起的任何側傾力矩。如果空間允許，較好的方案是選擇使用兩個導軌的執(zhí)行器，每個導軌帶有兩個軸承座。
垂直應用在向上和向下沖程中經歷不同的加載條件。
在垂直應用中使用滾珠絲杠或導螺桿時，滿載會產生軸向力，這會導致螺釘彎曲并最終在負載下彎曲。屈曲載荷由螺釘的根部直徑，無支撐長度和端部軸承布置決定。端部軸承布置對屈曲載荷具有顯著影響。螺釘組件剛性越牢固，其允許的屈曲載荷就越高。例如，具有固定固定軸承布置的螺釘具有16倍的允許屈曲載荷，而不是具有固定自由端安裝的螺釘。
F c =最大壓縮載荷（N）
f b =最終軸承系數
d 1 =螺桿根部直徑（mm）
L =無支撐長度（mm）
將螺釘與固定軸承一起布置在頂部將使螺釘處于張緊狀態(tài)，從而避免螺釘上的過大壓縮力。大多數滾珠或導螺桿執(zhí)行器都是由驅動（電機）端的固定軸承構成，但重要的是檢查軸承配置并確保執(zhí)行器的安裝方式使固定軸承位于頂部。
出于安全原因，螺釘在垂直應用中優(yōu)于皮帶或直線電機，因為它們有助于防止負載在電機斷電時發(fā)生災難性故障。但是，根據螺釘的摩擦力，導程角和效率，它們可以并且通常會反向驅動。（一般來說，導螺桿由于效率較低而具有較低的反向驅動傾向。）螺釘組件反向驅動的可能性可通過計算后驅動扭矩并將其與組件的摩擦力進行比較來確定（拖動螺母的扭矩，密封件的摩擦力和端部軸承的摩擦力。如果后驅動扭矩小于組件的摩擦力，則負載不太可能導致反向驅動。
T b =后驅動扭矩（Nm）
F =軸向載荷（N）
P =螺釘導程（m）
η 2 =反向效率（0.8至0.9為滾珠絲杠）*
*后退駕駛時的效率通常低于正常操作的效率。務必檢查制造商的后驅動效率規(guī)格。
大多數軸承和執(zhí)行器在所有四個側面都有潤滑端口，主要是為了在有阻擋一個或多個端口的障礙物時容納通道。對于某些設計，組件的方向也決定了應該使用哪個潤滑端口。由于重力是潤滑直線導軌上部軌道或螺釘最上部滾道的障礙，因此檢查制造商的垂直安裝潤滑指南尤為重要。在許多情況下，制造商會建議不要在垂直應用中使用油。對于脂潤滑，組件通常具有特殊的計量潤滑通道，以確保潤滑脂到達所有關鍵表面。
垂直方向的執(zhí)行器具有以下優(yōu)點：液體污染通常會消失，從而降低腐蝕風險。然而，非常細小的輕微顆粒，例如玻璃纖維和陶瓷粉末，更可能粘附在軸承表面上，并且簡單地被端部密封“推”，導致污染物積聚并增加進入軸承的風險。 。為確保垂直應用中的保護，應使用帶前密封和側密封的直線導軌。選擇具有自己的密封或覆蓋機構的執(zhí)行器（盡量是全接觸式密封而不僅僅是蓋板）可以提供額外的保護，防止空氣污染和液體污染。
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