Análise técnica e guia de selecção para 10 mecanismos de transmissão lineares industriais

1Parafuso trapezoidal

• Performance da transmissão:
  • Eficiência: 26%~46% (perda de energia significativa devido ao atrito de deslizamento; lubrificação regular é necessária).
  • Velocidade: ≤ 0,5 m/s (o calor induzido pelo atrito limita a operação a altas velocidades; o aumento da temperatura excede frequentemente os 60°C durante a utilização contínua).
  • Duração de vida: 5.000 ∼ 10.000 horas (dependendo da frequência de lubrificação; recomenda-se o reabastecimento de graxa à base de lítio a cada 8 horas).
• Principais vantagens:
  • Auto-bloqueio: Auto-bloqueio natural quando a eficiência for inferior a 50% (fator de segurança 1,5 ∼ 2,0), ideal para cenários de carga vertical.
  • Eficaz em termos de custos: Processamento simples (formação por rolamento), com custo unitário de apenas 1/3 dos parafusos de esferas.
• Aplicações típicas: plataformas de elevação, sistemas de alimentação de pequenas máquinas-ferramenta, actuadores de válvulas.
• Limitações: Baixa eficiência, elevada geração de calor, precisão de posicionamento moderada (grado IT8 IT10).

2Parafuso de Bola.

• Performance da transmissão:
  • Eficiência: 90%·96% (coeficiente de atrito de rolamento tão baixo como 0,001·0.005, perdas de energia mínimas).
  • Velocidade: ≤ 10 m/s (operação sustentável a alta velocidade quando o valor DmN ≤ 1,200, 000).
  • Duração de vida: 50 000 ‰ 100 000 horas (aderindo ao padrão de vida útil L10; os tipos pré-tensionados prolongam a vida útil em 30%).
• Principais vantagens:
  • Alta precisão: Precisão de posicionamento até ± 5 μm/m (classe C3), repetibilidade ± 1 μm.
  • Transmissão reversível: Não auto-bloqueado (dispositivo de travagem necessário para eixos verticais); suporta microalimentação (equivalente mínimo de pulso 0,1 μm).
• Aplicações típicas: Máquinas-ferramentas CNC, máquinas de litografia semicondutora, eixos lineares de robôs industriais.
• Limitações: Alto custo de fabrico (5×10 parafusos trapezoidais), requisitos rigorosos de resistência à poeira.

3. Time Belt Drive

• Performance da transmissão:
  • Eficiência: 98% (sem perda de deslizamento, apenas perda de deformação elástica).
  • Velocidade: ≤ 50 m/s (velocidade da linha limitada pelo diâmetro e tensão da poleia).
  • Precisão: Precisão de posicionamento ± 0,1 mm/m (erro de passo controlado dentro de ± 0,02 mm).
• Principais vantagens:
  • Sem manutenção: Não é necessária lubrificação; temperatura de funcionamento -20°C+80°C, resistente ao óleo e ao envelhecimento.
  • Transmissão de longa distância: Distância máxima do centro 10 m (requer-se poleas de tensão para comprimentos > 5 m).
• Aplicações típicas: linhas de montagem de produtos 3C, guias de impressora, sistemas de triagem automatizados de armazém.
• Limitações: Baixa resistência ao impacto; é necessário um rigoroso controlo da tensão para evitar saltos dentários.

4Actuador elétrico

• Parâmetros de desempenho:
  • Faixa de empuxo: 50 N ‰ 5000 N (tipo de parafuso a esferas até 10 000 N).
  • Faixa de velocidade: 10 mm/s 100 mm/s (dependendo da relação de engrenagem e da velocidade do motor).
  • Distância de curso: 50 mm ≈ 1500 mm (customizável até 3.000 mm).
• Principais vantagens:
  • Proteção auto-bloqueada: Mecanismo de travagem eletromagnético incorporado ou engrenagem de minhoca (fator de segurança ≥ 2,5).
  • Plug-and-play: classificação de proteção IP54, adequada para aplicações civis e industriais leves.
• Aplicações típicas: Portas e janelas inteligentes, máquinas de palco, sistemas de regulação de camas médicas.
• LimitaçõesCapacidade de carga radial fraca; precisão de posicionamento moderada (erro ± 0,5 mm).

5. cilindro elétrico

• Parâmetros de desempenho:
  • Precisão de posicionamento: ± 0,01 mm (resolução de feedback do servo 1 μm).
  • Faixa de empuxo: 500N ∼ 50.000N (tipo de parafuso de rolos até 200.000N).
  • Resposta dinâmica: Aceleração ≥ 10 g (tipo de alta velocidade de curso curto).
• Principais vantagens:
  • Projeto modular: Suporta adaptação do servo/motor passo a passo; sensor de força integrado (precisão de controlo do impulso de 1%).
  • Alta rigidez: Capela feita de liga de alumínio de alta resistência (rigidez ≥ 50 N/μm), binário anti inclinação ≥ 200 N·m.
• Aplicações típicas: Estações de montagem de prensas automotivas, máquinas de revestimento de baterias de lítio, equipamento de ensaio aeroespacial.
• Limitações: Alto custo (custo de um eixo > 10.000 RMB); exigência estrita de coaxialidade (≤ 0,02 mm).

6Motor linear

• Performance da transmissão:
  • Eficiência: 90%+ (sem perda de transmissão intermediária).
  • Faixa de velocidade: ≤ 10 m/s (tipo padrão), tipo de alta velocidade até 50 m/s (com guias de apoio de ar).
  • Aceleração: ≥ 5g (empurrão máximo 3x empurrão contínua).
• Principais vantagens:
  • Zero reação: Movimento sem contacto (espaçamento de ar 0,5 mm), precisão de posicionamento ± 1 μm (com feedback da grade).
  • Alta Dinâmica: Peso do motor < 5 kg (construção miniaturizada), adequado para reciprocidade de alta frequência (≥ 20 Hz).
• Aplicações típicas: manipulação de wafers semicondutores, máquinas de medição de coordenadas de precisão, máquinas de embalagem de alta velocidade.
• LimitaçõesRequer isolamento magnético e de poeira; elevado consumo de energia (o sistema de arrefecimento representa 30% do custo).

7Rack & Pinion

• Performance da transmissão:
  • Faixa de velocidade: ≤ 5 m/s (grau de precisão), tipo pesado até 10 m/s.
  • Capacidade de carga: Carga radial ≤ 50.000 N (requer apoio de trilho).
  • Grau de precisão: Preci