Konstruktionsleitfaden für Hochleistungs-Linearaktuatoren

Im Gegensatz zu Standardantrieben Hochleistungs-Linearantriebe bestehen aus verstärkten Materialien, leistungsstarken Antriebssystemen und verbesserten Schutzfunktionen, um Zuverlässigkeit unter schwierigen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Sie sind darauf ausgelegt Bewältigen Sie extreme Belastungen, raue Umgebungen und anspruchsvolle Industrieanwendungen.

Konstruktionsleitfaden für Hochleistungs-Linearaktuatoren


1. Wichtige Spezifikationen für Hochleistungsantriebe

Parameter

Typischer Bereich

Extremer Einsatz

Tragfähigkeit

1.000–50.000 Pfund

50.000–200.000+ Pfund

Hublänge

6–120 Zoll

Benutzerdefiniert >120"

Geschwindigkeit

0,1–2 Zoll/Sek. (einstellbar)

Hydraulisch: 4–12 Zoll/Sek

Arbeitszyklus

Kontinuierlich (100 % ED)

Schlagbewertet

Schutz

IP66/IP69K

Explosionsgeschützt (ATEX)

2. Die besten Hochleistungs-Aktuatortypen

A. Hydraulikzylinder

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Am besten für: Ultrahohe Kraft (200.000+ lbs), raue Umgebungen

Vorteile:

Unbegrenzte Kraft bei richtiger Pumpendimensionierung

Bewältigt extreme Stoßbelastungen

Minimaler Wartungsaufwand mit ordnungsgemäßen Dichtungen

Nachteile:

Erfordert ein Hydraulikaggregat

Möglicher Flüssigkeitsaustritt

B. Elektrische Kugelumlaufspindelantriebe

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Am besten für: 5.000–50.000 lbs, Präzisionssteuerung ( Hochleistungs-Kugelumlaufspindelantriebe)

Vorteile:

Energieeffizient

Präzise Positionierung (±0,001")

Sauberer Betrieb (keine Hydraulik)

Nachteile:

Geringere Kraft als hydraulisch

Erfordert robusten Motor/Getriebe

C. ACME-Schraubenantriebe

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Am besten für: 10.000–100.000 lbs, wenn Selbsthemmung entscheidend ist

Vorteile:

Hält die Position ohne Strom

Wirtschaftlicher als Kugelumlaufspindeln

Nachteile:

Geringerer Wirkungsgrad (40–60 %)

Schnellerer Verschleiß bei hoher Belastung

3. Kritische Designkomponenten

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A. Strukturelemente


Wohnen: Stahlguss oder stranggepresstes Aluminium mit einer Wandstärke von 1/2"+

Stab: Gehärteter Edelstahl (17-4PH oder 316SS)

Lager: Überdimensionierte Kegelrollenlager oder hydrostatische Lager

B. Antriebssysteme


Getriebe: Planetengetriebe (Verhältnis 5:1 bis 100:1)

Motoren:

3-Phasen-Wechselstrom (10–100 PS)

Bürstenloser Gleichstrom (zur Servosteuerung)

Hydraulikmotoren (für Zylinder)

C. Schutzsysteme


Scheibenwischer: Multilabyrinthdichtungen mit Fettspülung

Kühlung:

Luftstoß für Elektro

Ölkühler für Hydraulik

Überlastung:

Druckbegrenzungsventile (hydraulisch)

Drehmomentbegrenzer (elektrisch)

4. Branchenspezifische Anwendungen


A. Industriepressen


Anforderungen: 50–200 Tonnen, 0,001 Zoll Wiederholgenauigkeit

Lösung: Servoelektrischer Kugelgewindetrieb mit Wägezellenrückmeldung

B. Bergbauausrüstung


Anforderungen: 100.000+ lbs, IP69K, explosionsgeschützt

Lösung: Hydraulikzylinder mit Akkumulatoren

C. Offshore-Maschinen


Anforderungen: Korrosionsbeständigkeit, 20 Jahre Lebensdauer

Lösung: Duplex-Hydraulikantrieb aus Edelstahl

5. Leistungsvergleich

Funktion

Hydraulisch

Elektrische Kugelumlaufspindel

ACME-Schraube

Max Force

Unbegrenzt

~50.000 Pfund

~100.000 Pfund

Präzision

Mäßig

Ausgezeichnet

Gut

Effizienz

60-70 %

80-90 %

40-60 %

Wartung

Mittel

Niedrig

Mittel

Fußabdruck

Groß

Kompakt

Mäßig


6. Führende Hersteller


Hydraulik: Bosch Rexroth, Parker Hannifin, Eaton

Elektrisch: Thomson, Rollon, PJM (Power Jack Motion)

Extreme Duty: Helac, Hydratech, Pacoma

7. Auswahl-Checkliste


► Definieren Sie Spitzen- und Dauerlastanforderungen

► Erforderliche Hublänge und Geschwindigkeit ermitteln

► Bewerten Sie die Umgebungsbedingungen (Staub, Temperatur usw.)

► Wählen Sie zwischen Positionshaltung und dynamischer Regelung

► Geeignetes Feedbacksystem (Encoder, LVDT) auswählen

► Überprüfen Sie die Einschaltdauer und die erwartete Lebensdauer

Bei kritischen Anwendungen immer:

► Berücksichtigen Sie einen Sicherheitsfaktor von 25–50 % bei den Tragzahlen

► Spezifizieren Sie redundante Dichtungen für raue Umgebungen

► Berücksichtigen Sie ausfallsichere Brems-/Feststellmechanismen

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