随着科学技术的发展,很多领域都停止巨型化发展,转而趋于小型化,如人们熟悉的大型飞机,起飞重量高达500t的空中巨无霸。事实上,大型飞机、船舶或建筑并未因巨大而带来更多收益,且无法掩盖体积巨大、超重和高噪声带来的高昂的维护保养费用。
在很多情况下,微小型的驱动系统也有着非常重要的用途:您可以想一想汽车中车窗玻璃的升降机构。这样的小型驱动系统同样要求高可靠性和高精确,因此也对其制造商提出了非常高的研发和生产制造的要求。Harmonic公司的伺服技术研发主管Carsten Schulze先生对微型化的重要性以及如何才能使系统进一步向微型化发展做了说明并指出了从事小型化生产企业应具备的前提条件。
零部件小型化
在航空航天、医疗器械、机器人、光学、半导体和自动化技术领域中,要求零部件必须有很轻的重量、小巧的体积和非常高的效率,并且要求所使用的零部件性能和质量都越来越好。当然,不同应用对零部件重量的要求也不同。医疗器械领域希望零部件体积尽可能小;而工业机器人、光学和半导体领域则把很高的动态性能列为第一位。自动化的移动系统,如用于服务和行驶的机器人设备则把最大的效率和尽可能大的有效作用半径视为最重要的因素。
同样重要的还有政策环境:由于各种资源日益紧缺,政策法规要求并引导企业的产品研发向小型化发展。如汽车的舒适性,随着车辆的小型化舒适性大大提高。若车辆总重增加,或油耗略有增加,则汽车对燃油的消耗将明显增多。
进一步小型化的潜力
小型化驱动系统进一步微型化的最大潜力是开发新的驱动方案和动力学应用:即集成有智能化电子控制模块的应用。采用新材料或者零部件进一步的相互匹配都是小型化的辅助方法。使用高性能的材料,例如镍-铁合金,可以在外形尺寸相同的情况下传递更高的扭矩。使用高性能塑料材料可以减轻重量,因为纤维增强的聚酯材料有着更高的强度和更轻的重量。减少损耗但同时保证密封的材料同样也是微型化的关键。
电动机的体积也可以通过提高转速来减小。这时,选择合适的技术也非常重要。例如,永磁励磁同步电动机比传统电动机有着更高的效率和更紧凑的结构。利用高合金成分的合金材料,如铷-铁合金或钐-钴合金制作的电动机磁铁或铁-钴合金制作的励磁磁铁还可进一步缩小电动机的体积,减轻电动机重量。为进一步减小系统体积,集成化意义非凡。不同功能集成在一个系统中有着很大的微型化潜力。很多情况下,与负载持续时间和负载出现频率有关的微型化潜力往往被人们所忽视。生产中使用的驱动装置的规格是可以减少两档的,但是阀门调节装置却很少使用。必要时可以利用驱动系统的最大极限负荷来承担这些平常不用的阀门调节控制,而不会对驱动系统的使用寿命带来不利影响。
评论
加载更多