Análisis técnico y guía de selección de 10 mecanismos de transmisión lineal industrial

1- Un tornillo trapezoidal.

• Rendimiento de la transmisión:
  • Eficiencia: 26%-46% (pérdida de energía significativa debido a la fricción por deslizamiento; se requiere una lubricación regular).
  • Velocidad: ≤ 0,5 m/s (el calor inducido por la fricción limita el funcionamiento a alta velocidad; el aumento de la temperatura a menudo supera los 60 °C durante el uso continuo).
  • Duración de vida: 5.000 ∼ 10.000 horas (dependiendo de la frecuencia de lubricación; se recomienda la reposición de grasa a base de litio cada 8 horas).
• Ventajas principales:
  • Autobloqueo: Autobloqueo natural cuando la eficiencia es inferior al 50% (factor de seguridad 1,5 ∼ 2,0), ideal para situaciones de carga vertical.
  • Eficacia en cuanto a costes: Procesamiento sencillo (formación por laminado), con un coste unitario de sólo 1/3 de los tornillos de bolas.
• Aplicaciones típicas: plataformas de elevación, sistemas de alimentación de pequeñas máquinas herramienta, actuadores de válvula.
• Las limitaciones: Baja eficiencia, alta generación de calor, precisión de posicionamiento moderada (grado IT8 IT10).

2- Es un tornillo de bolas.

• Rendimiento de la transmisión:
  • Eficiencia: 90%~96% (coeficiente de fricción de rodamiento tan bajo como 0,001~0.005, pérdida de energía mínima).
  • Velocidad: ≤ 10 m/s (funcionamiento sostenible a altas velocidades cuando el valor DmN es ≤ 1,200, 000).
  • Duración de vida: 50.000 ¥ 100.000 horas (respetando el estándar de vida útil L10; los tipos pretensionados aumentan la vida útil en un 30%).
• Ventajas principales:
  • Alta precisión: precisión de posicionamiento de hasta ± 5 μm/m (grado C3), repetibilidad ± 1 μm.
  • Transmisión reversible: No autobloqueable (dispositivo de freno requerido para ejes verticales); admite microalimentación (equivalente mínimo de pulso 0,1 μm).
• Aplicaciones típicas: máquinas herramienta CNC, máquinas de litografía semiconductoras, ejes lineales de robots industriales.
• Las limitaciones: Alto coste de fabricación (5×10 tornillos trapezoidales), estrictos requisitos de protección contra el polvo.

3- El motor de la correa de tiempo

• Rendimiento de la transmisión:
  • Eficiencia: 98% (sin pérdida de deslizamiento, sólo pérdida de deformación elástica).
  • Velocidad: ≤ 50 m/s (velocidad de la línea limitada por el diámetro y la tensión de la polea).
  • Precisión: Precisión de posicionamiento ± 0,1 mm/m (error de inclinación controlado dentro de ± 0,02 mm).
• Ventajas principales:
  • Sin mantenimiento: No se necesita lubricación; temperatura de funcionamiento -20°C+80°C, resistente al aceite y al envejecimiento.
  • Transmisión a larga distancia: Distancia central máxima de 10 m (se requieren poleas de tensión para longitudes > 5 m).
• Aplicaciones típicas: líneas de ensamblaje de productos 3C, guías de impresoras, sistemas automatizados de clasificación de almacenes.
• Las limitaciones: Baja resistencia al impacto; se necesita un estricto control de la tensión para evitar el salto de los dientes.

4Actuador eléctrico

• Parámetros de rendimiento:
  • Rango de empuje: 50 N ≈ 5 000 N (tipo de tornillo de bolas hasta 10 000 N).
  • Rango de velocidad: 10 mm/s100 mm/s (dependiendo de la relación de velocidad y la velocidad del motor).
  • Rango de movimiento: 50 mm ≈ 1500 mm (se puede personalizar hasta 3.000 mm).
• Ventajas principales:
  • Protección de autobloqueo: Freno electromagnético incorporado o mecanismo de engranaje de gusano (factor de seguridad ≥ 2,5).
  • Se puede conectar y reproducir: Calificación de protección IP54, adecuada para aplicaciones civiles e industria ligera.
• Aplicaciones típicas: Puertas/ventanas inteligentes, maquinaria de escenario, sistemas de ajuste de camas médicas.
• Las limitaciones: Capacidad de carga radial débil; precisión de posicionamiento moderada (error ± 0,5 mm).

5. cilindro eléctrico

• Parámetros de rendimiento:
  • Precisión de posicionamiento: ± 0,01 mm (resolución de retroalimentación del servo de 1 μm).
  • Rango de empuje: 500N ∼ 50.000N (tipo de tornillo de rodillo hasta 200.000N).
  • Respuesta dinámica: Aceleración ≥ 10 g (tipo de alta velocidad de carrera corta).
• Ventajas principales:
  • Diseño modular: admite la adaptación del servo/motor paso a paso; sensor de fuerza integrado (precisión de control de empuje del 1%).
  • Alta rigidez: carcasa hecha de aleación de aluminio de alta resistencia (rigidez ≥ 50 N/μm), par anti inclinación ≥ 200 N·m.
• Aplicaciones típicas: Estaciones de montaje de prensas para automóviles, máquinas de recubrimiento de baterías de litio, equipos de ensayo aeroespacial.
• Las limitaciones: Alto coste (costo de un eje > 10.000 RMB); estricto requisito de coaxialidad (≤ 0,02 mm).

6Motor lineal.

• Rendimiento de la transmisión:
  • Eficiencia: 90%+ (sin pérdida de transmisión intermedia).
  • Rango de velocidad: ≤ 10 m/s (tipo estándar), tipo de alta velocidad hasta 50 m/s (con guías portadoras de aire).
  • Aceleración: ≥ 5 g (empujado máximo 3x empuje continuo).
• Ventajas principales:
  • No hay reacción.: Movimiento sin contacto (espacio de aire 0,5 ∼1 mm), precisión de posicionamiento ± 1 μm (con retroalimentación de la rejilla).
  • Alta dinámica: Peso del móvil < 5 kg (diseño en miniatura), adecuado para la recíproca de alta frecuencia (≥ 20 Hz).
• Aplicaciones típicas: manipulación de obleas semiconductoras, máquinas de medición de coordenadas de precisión, máquinas de envasado de alta velocidad.
• Las limitacionesSe requiere aislamiento magnético y de polvo; alto consumo de energía (el sistema de refrigeración representa el 30% del coste).

7. Rack y Pinion

• Rendimiento de la transmisión:
  • Rango de velocidad: ≤ 5 m/s (grado de precisión), tipo pesado hasta 10 m/s.
  • Capacidad de carga: Carga radial ≤ 50.000 N (se requiere soporte del carril).
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