《线性致动器》课件.pptVIP

线性致动器精密运动控制的核心组件实现直线运动的机电装置广泛应用于工业自动化、医疗设备和日常生活

课程目标理解基础知识掌握线性致动器的定义、原理和分类深入技术细节了解各类致动器的结构、性能和控制方式实际应用能力培养选型、维护和故障诊断的实践技能把握发展趋势认识线性致动器技术的未来方向

线性致动器的定义机电转换装置将电能、液压或气压能转换为直线运动运动特性实现精确的线性位移和力量输出功能本质是自动化系统中的肌肉

线性致动器的基本组成1控制系统负责指令和反馈处理2驱动源提供动力(电机、压力源)3传动机构转换运动形式(螺杆、齿轮)4输出部件执行直线运动(活塞杆、推杆)

线性致动器的工作原理能量输入电能、液压或气压能能量转换通过特定机构转换成机械能直线运动产生精确的线性位移力量输出推动或拉动负载

线性致动器的分类电动线性致动器使用电机驱动，结构紧凑液压线性致动器利用液体压力，适合大负载气动线性致动器使用压缩空气，速度快机械线性致动器通过机械结构转换，精度高

电动线性致动器工作原理电机驱动丝杠或皮带产生直线运动优势特点控制精度高，响应快，噪音小适用场景精密定位、中小型负载、清洁环境典型产品直线电机、丝杆电机、步进电机致动器

液压线性致动器工作原理液压油在高压下推动活塞运动优势特点输出力大，可达几百吨适用场景大负载、恶劣环境、持续工作典型产品单作用缸、双作用缸、伸缩缸

气动线性致动器工作原理压缩空气推动活塞产生直线运动优势特点速度快，可达10m/s适用场景高速运动、频繁启停、轻中型负载典型产品单作用气缸、双作用气缸、无杆气缸

机械线性致动器工作原理通过凸轮、连杆等机构转换旋转为直线运动优势特点结构简单，可靠性高，维护少适用场景运动轨迹固定、精确定位、长期稳定工作典型产品凸轮致动器、连杆机构、齿轮齿条

线性致动器的性能参数1力量指标推力、拉力、保持力2运动参数行程、速度、加速度3精度指标定位精度、重复精度、分辨率4可靠性指标寿命、平均无故障时间、防护等级

推力和拉力50N小型电动办公设备、小型自动化10KN中型工业生产线、机器人500KN大型液压重工业、建筑机械1000KN+特种液压桥梁、水坝、大型设备

行程长度微行程＜10mm，用于精密仪器2标准行程10-500mm，常见工业应用长行程0.5-2m，大型设备超长行程＞2m，特殊工程应用

速度和加速度

精度和重复性定位精度实际位置与目标位置的最大偏差电动：0.01-0.1mm液压：0.1-1mm气动：1-5mm重复精度多次运动到同一位置的一致性电动：0.005-0.05mm液压：0.05-0.5mm气动：0.5-2mm分辨率能够检测和控制的最小位移电动：0.001-0.01mm液压：0.01-0.1mm气动：通常不考虑

寿命和可靠性使用寿命工作循环次数或工作时间维护周期需要检修或润滑的间隔时间故障率平均无故障工作时间(MTBF)防护等级抵抗外部环境影响的能力

电动线性致动器的结构电机部分提供旋转动力传动部分将旋转转换为直线运动3输出部分执行直线运动并承载负载控制部分调节速度、位置和力

电机类型选择步进电机精确定位开环控制适合轻负载伺服电机高动态性能闭环控制适合中负载直流电机结构简单控制容易成本低交流电机功率大寿命长适合持续工作

螺杆和螺母机构滚珠丝杠高效率：90%低摩擦，低发热高精度，高寿命成本高，需要润滑梯形丝杠中等效率：30-50%自锁性好承载能力强摩擦大，发热多ACME丝杠效率：25-40%良好自锁性成本适中精度一般

齿轮减速机构1优点增加输出力矩2功能降低转速，增加力矩3种类行星齿轮、蜗轮蜗杆、斜齿轮4参数减速比、效率、背隙、刚性

液压线性致动器的结构液压缸包含活塞和活塞杆，产生直线运动液压泵提供液压动力源控制阀控制液体流向和压力辅助系统油箱、过滤器、蓄能器、冷却器

液压缸单作用液压缸单向加压，靠弹簧或重力回位结构简单，适合短行程双作用液压缸双向加压，控制更精确应用广泛，速度可调伸缩式液压缸多级缸筒嵌套设计实现超长行程，常用于工程机械

液压泵和阀门系统液压泵类型齿轮泵：结构简单，成本低叶片泵：噪音低，效率高柱塞泵：高压高效，精度高控制阀类型方向控制阀：控制油流方向压力控制阀：限制系统压力流量控制阀：调节运动速度比例阀：实现精确控制

气动线性致动器的结构1气缸实现直线运动的执行部件2空气压缩机提供压缩空气的动力源3控制系统阀门、调节器、过滤器组成4辅助部件气管、消声器、传感器等

气缸

空气压缩机和阀门系统压缩机类型活塞式、螺杆式、离心式气源处理过滤、调压、润滑三联件控制阀电磁阀、机械阀、手动阀调速装置节流阀、快速排气阀

机械线性致动器的结构驱动部分手动或电机驱动转换机构将旋转变为直线运动输出部分执行直线运动并传递力支撑结构保证运动精度和刚性

凸轮机构1工作原理凸轮旋转推动从动件作直线运动