电动推杆电机基础知识20150818-0909演示幻灯片

部门：杭州绿天新能源科技讲师：李淑亚日期：2015.08.18QQ:645529932电话-mail:techgreensky-,电动推杆电机基础知识培训,创造价值实现共赢,1,2020/5/5,经验交流知识共享互相学习携手共进,创造价值实现共赢,2,2020/5/5,目录,主要内容,1.电动推杆定义2.电动推杆等级3.电动推杆分类4.电动推杆原理5.电动推杆特点6.电动推杆自动保护7.电动推杆结构8.电动推杆行程控制9.电动推杆优点10.电动推杆工作环境11.电动推杆常见故障12.电动推杆选型须知13.电动推杆安装调试14.电动推杆技术参数15.电动推杆应用16.电动开窗器应用范围及计算,3,2020/5/5,4,2020/5/5,什么是电动推杆电动推杆英文名LinearActuator，又称推杆电机、电动缸及线性致动器。是一组电动执行机构，其工作原理是由电机旋转经（涡轮蜗杆或者齿轮）减速改变为直线运动，通过推拉往返，来达到使某一设备装置推移，开关，闭合动作。电动推杆是一种机械辅助设备，近年来，广泛应用于各种简单复杂的机械设备制造当中。,1-1电动推杆定义,5,2020/5/5,6,2020/5/5,7,2020/5/5,8,2020/5/5,9,2020/5/5,10,2020/5/5,11,2020/5/5,电动推杆等级：按额定推力目前分为25、100、300、500、700、1000、1600、3200、5000、10000、20000、30000公斤等12个等级。按行程为100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1500毫米，电动推杆每种行程又有42或84，50或100，26.6或53.2两种速度。,1-2电动推杆等级,12,2020/5/5,电动推杆分类：按电机类型可分为直流和交流，步进电机，伺服电机。其中直流电机式分别是12V，24V，36V，48V，交流电机式（220/380V）可根据推力速度不同，电机功率从几百到千瓦不等，步进电机式可以实现逐步推进功能，伺服电机式可以达到随意性停进。按推杆形式分为普通T型（梯形）齿丝杆式、滚珠丝杆式、行星滚珠丝杆式等，普通T型齿适应于工作频率不太高的场合，每小时推杆工作在五次左右的，完全可以满足。T型齿电动推杆可实现完全自锁功能，以保证应用绝对的安全性。滚珠丝杆推杆可以达到连续不间断工作，以满足高频率应用的需求。滚珠丝杠电动推杆不具备自锁功能，但通过在电机上设有制动装置，电机通过制动抱闸装置制动。实现了电动推杆在任意位置的高倍自锁，自锁性能更优于T形齿丝杠，这种状态的自锁系数都小于0.25。既满足了功能的要求，又增加了最终产品的安全性。,1-3电动推杆分类,13,2020/5/5,电动推杆工作原理：电动机通过一对齿轮减速后带动一对丝杠螺母把电机的旋转运动变为直线运动，利用电动机正反转完成推拉动作。推力和拉力相等。如通过各种杠杆、摇杆或连杆等机构可完成转动、摇动等复杂动作。电动推杆通过改变杠杆力臂长度可以增长行程。,1-4电动推杆工作原理,14,2020/5/5,电动推杆的特点：1、人性化的设计：体积小、噪音低，节省空间，方便安装,安全可靠。2、精度控制：可以配置编码器，变频器，电位计，控制器来实现高精度的在线控制。3、同步性:单/减速电机或双出轴电机通过机械联结可以同时驱动多台推杆或螺旋升降机，并且可以达到绝对同步。4、自锁性能：由于是蜗轮蜗杆结构，普通齿丝杠电动推杆和螺旋升降机，由于综合传动效率低，大部分有绝对动载自锁功能，增加设备运行的安全性。5、简单驱动：可以用直流电机12/24V,单相交流电机，三相交流电机，单相交流电机，变频电机，步进电机，伺服电机控制。无需气源和液压源，不需要复杂的成套系统支持（包括泵，管道，阀门，过滤器，很多接头等）；。6、过载保护：可配置安全离合器和过载压力传感器防过载，也可通过电机的过热保护来实现。7、工作环境：可在高温/低温，防腐/防爆，盐雾/水汽恶劣环境正常工作。8、高负载。电动推杆升降机系统负载力最高可达250KN，用以解决高承重的推拉升降装置。并可以实现一拖一，一拖二，一拖四等同步功能。9、电动推杆安装简便，安装方式一般分为前后铰接式和销孔式两种。10、其他：没有油污的污染，可以在无维护的情况下低噪音正常安全工作。,1-5电动推杆特点,15,2020/5/5,电动推杆自动保护：推杆内设有过载自动保护装置，推杆行程到极限位置或超过额定推力一定数值时，推杆自动停机工作，达到超载保护作用，使电机及构件不被损坏，但不可以此做行程开关使用。因此要求在被推拉的构件装有开关，或着在电动推杆上装外接行程开关装置，以控制推杆正常起停。,1-6电动推杆自动保护,16,2020/5/5,17,2020/5/5,电动推杆内部结构：电动推杆由驱动电机、减速齿轮、丝杆、铜螺母、导管、推杆、滑座、弹簧、外壳及安全开关等零件所组成。结构紧凑、动作灵活、安装方便。在客户选择电动推杆机时能够方便检测我们会使用外接的开关半置包括使用的支撑架构当然还包括推杆的保护箱。,1-7电动推杆结构,18,2020/5/5,19,2020/5/5,电动推杆主要由驱动电机、推杆组件、变速机构、控制盒等部分组成，现分别介绍各部构造。驱动电机。如图1为驱动电机组件，由转子、磁钢、外壳、炭刷、铜套、固定螺丝等构成，磁钢粘贴于外壳内，炭刷和一铜套固定在控制盒上面。拆解时要注意炭刷后面的弹簧，防止脱落、丢失。,20,2020/5/5,推杆组件。主要由推杆内管、丝杆和外套等组成，图2为推杆组件拆解后全部器件组成图。丝杆通过一中间有孔的塑料螺丝与推杆内管连接在一起，推杆内管则通过一硬胶套与外套连接。当电机转动时，通过齿轮带动丝杆转动，由丝杆推动推杆内管在外套中移动，达到电动推杆伸缩的目的。丝杆上端有缓冲胶圈，防止因丝杆移动而撞击推杆内管管壁，缓冲胶圈外有销子防止其脱出。丝杆下端有轴承紧固件、轴承、螺母和销子，这个销子是为了与变速齿轮连接而设置的。C形卡子嵌于推杆外套内，卡子中有一孔，从控制盒侧壁穿过的一螺丝通过此孔，对安装在推杆外套内的推杆内管及丝杆等组件起固定作用。,21,2020/5/5,22,2020/5/5,变速机构。变速机构由8只齿轮组成，其中相同大小的有4只，如图3是变速机构的齿轮组，图4是安装在控制盒内的齿轮组。通过变速机构变速后，将电机输出的动力传输给推杆组件，供推动天线转动。同时，带动叠放在一起的两个凸轮转动，通过调整两个凸轮上凸点的夹角，控制限位开关，使天线在东西极限范围内转动。变速机构还带动一只四极永久磁铁轮转动，使常开型干簧管处于开、闭变化状态，形成脉冲信号，脉冲信号被传送到天线控制器记忆存储，实现遥控选星。,23,2020/5/5,控制盒。控制盒把驱动电机、推杆组件连接在一起，在控制盒盖板下面为8只齿轮组成的变速机构，盖板上面有由磁轮、干簧管组成的脉冲信号发生装置，有接线柱、限位开关和旋转凸轮等部件。图5是控制盒盖板下面未安装变速齿轮时的结构图，图4是安装变速齿轮后的结构图，图6、图7分别为控制盒盖板的正面、背面图。,24,2020/5/5,25,2020/5/5,行程控制装置涡轮蜗杆传动形式：电机齿轮上的涡杆带动涡轮转动，使涡轮内的小丝杆作轴向移动，由连接板带动限位杆相应作轴向移动，至所需行程时，通过调节限位块压下行程开关断电，电动机停止运转（正反控制相同）。齿轮传动形式：电机通过减速齿轮后带动安装于内管的小丝杆，带动与之连接一起的做轴向运行螺母，至所设定的行程时螺母触角压住限位开关断开电源，电机停止运动（反向与之相同）。可选配电位器，用以显示推杆运行的行程状态，还可加配编码器，来实现分几步走完整个行程（即走走停停）。,1-8电动推杆行程控制,26,2020/5/5,电动推杆优点：与液压气动等执行机械相比，具有如下优点：1、造价低，省去了油泵、油箱、空压机以及许多复杂的管路和其它辅助设施。电动推杆作为执行机构不仅可减少采用气动执行机构所需的气源装置和辅助设备，也可减少执行机构的重量。2、能耗低，由电机直接驱动省去了中间的能量转化环节，整机效率高，从而降低了能耗。气动执行机构在整个控制运行过程中都需要有一定的气压，虽然可采用消耗量小的放大器等，但日积月累，耗气量仍是巨大的。采用电动推杆执行机构，在改变控制开度时，需要供电，在达到所需开度时就可不再供电，因此从节能看，电动推杆执行机构比气动执行机构有明显节能优点。3、无油液污染，由于避免采用油或气体传动，无油液的渗漏，使污染问题得到了根本解决。4、保护功能完善，精心设计在推杆内部的行程和过载保护装置，使整机外部无多余附件，且调整方便、安全可靠。当推杆运行到设定距离或过载时，能自动切断电源，不至引起机件损坏或造成其他事故。5、安装维护极为简单方便。只需简单地将推杆安装在支架或吊架上，接通电源，即可使用。正常使用时几乎不需要专门维护。,1-9电动推杆优点,27,2020/5/5,电动推杆的工作环境：1、工作环境：不含强腐蚀性、易燃、易爆的介质；2、环境温度：-3050；3、相对湿度：80%（205）；4、无强烈震动；5、工作制：短时工作制：额定时间10分钟；频繁工作制：每小时往复十五次；6、海拔高度不超过1000米；7、电源：380V、50Hz、三相四线制。,1-10电动推杆工作环境,28,2020/5/5,电动推杆的常见故障与排除：,1-11电动推杆常见故障,29,2020/5/5,选型须知：（1）客户参照提供系列产品技术数据和外形安装尺寸，选择合适电动推杆，提出推杆机型、速度、推力、行程，如用户在使用环境以及技术数据有特殊要求，须阐明具体要求；（2）客户是否需要推杆配件，外部行程限位开关，电气控制箱等配件。,1-12电动推杆选型须知,30,2020/5/5,电动推杆选购方法一、根据电动推杆的使用环境及应用场合进行选购1.使用环境：确定电动推杆使用的环境温度、环境湿度、海拔高度、工作频率、电源环境、安装控件等外部条件。2.负载参数：计算电动推杆的负载参数：负载力（推拉力）、工作行程、工作速度等。,31,2020/5/5,二、根据电动推杆的应用场合进行选购：1.如果电动推杆只是要简单的推拉物件，并且精度不太高，那么可以采用普通电机，蜗轮蜗杆减速，梯形丝杠副，继电气控制，机械开关组合。此类特点：经济实用，环境要求不高，安装维修简单。2.如果使用场合要求精度高、速度快、效率高，可以采用伺服电机或步进电机驱动，传动减速采用同步带或精密行星减速机、滚珠丝杠副，位置测量定位采用感应开关传感和编码传感器。此类特点：组合成本高，效率精度高，对人员要求高，环境要求高，体积小、噪声低。3.对于运行平稳场合：选用24V/12V直流永磁电机驱动，不锈钢传动杆，配备过载保护功能。4.对于特殊条件的推杆使用场合，需要与推杆厂家进行详细沟通，依据具体条件，进行非标电动推杆的设计制造。,32,2020/5/5,三、电动推杆选购的注意事项1、供货周期：选购电动推杆时，需要预留一定的工期。因为推杆一般都是厂家根据具体参数定做加工的。所以选购前，要提前和厂家沟通好供货，以免因工期延误使用。2、安装尺寸：电动推杆属于机械辅助设备，是跟其它设备配套使用的，这就涉及到安装尺寸问题，各厂家的产品尺寸，都有大概标准，但也不完全相同。为了避免因为尺寸问题影响到安装，在选型时一定要把电动推杆的尺寸先设计到要使用的设备中去，而不是先加工好设备，后选择电动推杆，这样就很麻烦，结果是想用用不上，因为尺寸不合适。要么改设备，要么改电动推杆方案，即使最后安装好了，无论对整套设备还是电动推杆来说，性能多少都会有些影响，不能充分发挥其功能性。3、使用频率：选购电动推杆一定要考虑使用的频率，一般各个厂家的型号都有标注，常见的是工作制，这个具体还要跟厂家沟通好，目前市场上有好多产品虽然标注了，但是实际工作频率可能达不到，所以价格特别低的产品客户就要注意了，使用性能也会打折扣的。,33,2020/5/5,四、可选附件：1、编码器：通过脉冲数准确反馈马达主轴转动圈数，从而精确计算电动推杆行程变化，实现精确控制。2、电位计：用来反馈电机电阻的大小，从而反映推杆所在的行程位置，最终达到控制推杆在行程中间任一位置停止的目的。3、手摇装置：部分蜗轮蜗杆结构及齿轮结构的推杆可以安装手摇出轴，在断电的情况下，接上手摇扳手后就能通过手摇达到让推杆调整位置的作用。4、霍尔反馈：马达轴上安装霍尔线路板，通过霍尔原理能够准确反馈马达旋转圈数，以实现对推杆进行精确控制的目的。5、PLC控制：可提供PLC接入端口，达到过程实时控制。6、控制器：又称变压器，分为控制单台，2台，3台及多台的控制器。将AC220V电压变成DC12/24/36V等电压，并将1-n个电动推杆与操作器串联在一起。7、操作器：又称手控器，分为功能单排，2排，3排及多排的操作器。连于控制器至,34,2020/5/5,电动推杆安装和试运行1.1.电动推杆的定位和安装1.1.1.如果电动推杆的长度需要进行不同设置（或者延长或者缩短）以使安装更加简便，应按照下面的操作进行A)无反转装置的电动推杆手动正或反旋转伸缩管，直至达到期望的电动推杆长度。B)带反转装置但不带制动电机的电动推杆拆下电机风扇罩，手动正或反旋转电机的风扇叶，这时伸缩管伸长或缩短，直至达到期望的长度。C)带反转装置，并带制动电机或者带无风扇的制动电机的电动推杆取下电机手动正或反旋转蜗杆轴以使伸缩管到达合适的位置。电动推杆长度的极限值:最小值(Lc)和最大值(La)1.1.2.检验安装固定的零件是否加工完好、干净，并确保这些零件与推杆上要安装的零部件的尺寸吻合。1.1.3.在车间安装好电动推杆，确保电动推杆只受轴向载荷（见图014）如发生扣紧或受到非轴向载荷，电动推杆将不能正常工作。,1-13电动推杆安装调试,35,2020/5/5,1.2方向更替的检查A)带电机的电动推杆开动电机，检查内管的运行方向与控制柜上的说明是否一致，如果不一致，马上停电检查。B)不带电机的推杆手动正或反旋转蜗杆轴，观察伸缩管运动方向，以确定输入轴的旋转方向1.3.检查极限工作位置1.3.1.检查电动推杆的极限尺寸与要挪动的工件的极限位置是否一致。A)不带有限位装置的电动推杆测量电动推杆的初始长度逐渐运行电动推杆以使被推动的工件达到极限重复上述操作检验被推动的工件达到另一极限位置B)带磁感应式限位开关的推杆测量电动推杆的初始长度逐渐运行电动推杆以使被推动的工件达到极限位置重复相同操作以使被推动的工件达到另一极限位置1.4.试运行1.4.1.空载情况下运行电动推杆一个工作循环。1.4.2.逐渐增加负载运行工作循环直至达到最大负载,36,2020/5/5,电动推杆的维护及保养：定期维护保养，以延长电动推杆的使用寿命，提高工作性能。1、蜗轮、蜗杆箱的润滑减速箱里装有蜗轮、蜗杆和轴承，用来传动和承担负载。使用合适的润滑脂能增加蜗轮、蜗杆和轴承的使用寿命及传动效率，推荐使用美孚EP004润滑脂或者是具有同等性能的润滑脂。2、传动部件的润滑梯形丝杠电动推杆在组装电动推杆时，用长寿命润滑脂对丝杠和螺母进行了润滑。丝杆及螺母的润滑脂采用推荐的美孚XHP222，要求油膜覆盖丝杆的全部长度，或者是具有同等性能的润滑脂，对于同等性能的润滑脂以及需要润滑的数量有详细的说明。,37,2020/5/5,1-14电动推杆技术参数（三家举例）,38,2020/5/5,GS35N,39,2020/5/5,GS35N外形,40,2020/5/5,GS35N参数,41,2020/5/5,GS35W,42,2020/5/5,GS35W外形,43,2020/5/5,GS35W参数,44,2020/5/5,GS35DN,45,2020/5/5,GS35DN外形,46,2020/5/5,GS35DN参数,47,2020/5/5,DTL,48,2020/5/5,49,2020/5/5,50,2020/5/5,DTL,51,2020/5/5,52,2020/5/5,53,2020/5/5,LPA,54,2020/5/5,55,2020/5/5,56,2020/5/5,XDT,57,2020/5/5,58,2020/5/5,59,2020/5/5,XDT,60,2020/5/5,61,2020/5/5,62,2020/5/5,电压（Vol)/频率（Freq):24VDC空载推速（Idlingspeed):10-12mm/s行程（Trip）：130-180mm最短孔距（Shortestdistance）：278-326mm最大推力（Maximumthrust):3000N,GSDTG24-130/180,63,2020/5/5,GSDTG24-130,64,2020/5/5,GSDTG24-180,65,2020/5/5,产品展示,66,2020/5/5,安装方式,67,2020/5/5,XTL,68,2020/5/5,69,2020/5/5,70,2020/5/5,DTL,71,2020/5/5,72,2020/5/5,73,2020/5/5,PTL,74,2020/5/5,75,2020/5/5,76,2020/5/5,手控器,77,2020/5/5,可控气弹簧,78,2020/5/5,电动推杆的应用：电动推杆广泛用于电力、化工、冶金、矿山、轻工、交通、船舶、军工、航天、太阳能等部门的风门、阀门、闸门等机构的启闭、物料装卸、流量控制等。例如：电动医疗床、电动沙发、电动展台升降杆、工业电动升降系统、相机架、头影机、婚庆系统。现已被越来越多的部门肯它来代替机构手、液坟阀、减速传动机构的自动装置。也适合于具有相同工作环境和使用要求的其它行业中，并具有满足系统要求的程控、集控和就地控制的能力。,1-15电动推杆应用,79,2020/5/5,多功能护理床,老人也需要一个“摇篮”,80,2020/5/5,美容椅和牙科床,81,2020/5/5,足浴沙发和按摩椅,82,2020/5/5,升降桌和电视架,83,2020/5/5,自动上下楼梯轮椅,会爬楼梯的轮椅,84,2020/5/5,电动窗户开窗器,85,2020/5/5,1-16电动开窗器应用范围及计算,开窗器：用于打开和关闭窗户的机器称作为“开窗机”或“开窗器”，国外一般称作“开窗器”，而在国内大都叫作“开窗机”。现为国内建筑行业的高新产品，而“智能电动窗户”则为现代窗户行业的最新发展。,86,2020/5/5,一、电动开窗器的使用范围：“电动开窗器”为国内建筑行业的高新产品，而“智能电动窗户”则为现代窗户行业的最新发展。1、高位窗户：窗户的安装位置较高或过远，单靠人力触及不到的窗户2、窗户太重，开启或关闭费力，手动开关使用不便3、楼层有消防联动通风要求的消防排烟窗4、有气象开/关窗要求的，如：仓库下雨时需自动关闭的窗户5、对室内有恒温要求的，如：蔬菜或花卉温室的窗户6、对室内温度有要求，温度过高自动开窗，如：通讯机房的窗户7、对室内空气指数要求严格，需及时定时通风换气8、室内需要较合适的亮度，需调节百叶窗角度来实现的9、窗户需要较严格的关闭密封力量,如天窗防雨需要关闭较紧固10、其它特殊场合，如化工，粉尘等工厂车间，需及时通风11、绿色、智能、节能现代高层建筑，如幕墙窗户等12、楼宇自动控制，智能家居控制等,87,2020/5/5,88,2020/5/5,二、电动开窗器的选择：1、选择电动开窗器的种类：第1种、电动开窗器；第2种、手动开窗器电动开窗器主要是从机械驱动方式上分有3种类型(链条、齿条、螺杆)1）小链条式开窗器、推拉力200N、250N行程：100、200、300-600mm。2）大链条式开窗器、推拉力400N、450N、650N行程：100、200、300-900mm。3）齿条式开窗器、推拉力450N、650N、850N、1000N行程：100、200、300-1200mm。4）螺杆式开窗器、推拉力200N、450N、600N、1000N行程：100、200、300、400-1200mm。5）曲臂联动式开窗器、主要用于厂房多个窗联动开启。,89,2020/5/5,具体需要针对你所设计的窗户的类型而选定不同的电动开窗机：首先确定窗户的类型：是上悬？下悬？中悬？天窗？推拉窗？平开窗？斜面窗？排窗？还是其它特殊的窗户或装置。1）若是天窗：那要首选用齿条式或是推杆式电动开窗机，这类方式主要最适于在垂直方向上受力，没有弯曲的可能，对风雨有抗强力，而推力一般做的很大。2）若是推拉窗：要选用齿条式或是推杆式电动开窗机，这类方式较适于在直线运行，在关闭窗时、窗扇的关闭密封度好。3）若是百叶窗：那要选用小型齿条式的或推杆式电动开窗机。4）若是上/下/悬窗：要用链式的，推杆式也可以。5）若你设计的窗户较宽大或过重：窗户的宽度较大（超过1.5米宽度）或在开/关窗时，需要的推/拉力较大（超过450N）,那将要考虑用双推电动开窗机了，双推有推杆式双推和链式双推，就是一台机器同时出两个推杆或是出2个链条来推拉同一个大窗户，确保窗户的开启的稳定度和关闭时的密封程度。,90,2020/5/5,2、选择电动开窗器的行程或角度：开启行程：既把需要的开启角度转换成开窗的直线距离，只做日常通风,开启的角度一般不宜大于30度,行程在300-400mm;但有消防要求,在消防信号联动时,要把窗户开启的最大角度一般为60度。3、开窗机的推拉力量的选择：一般在200N1000N之间，简单的推拉力计算F=1/2(窗扇自重)*(开启最大行程/窗户高度)。最小型开窗机的力量为200N，此力量就基本可满足一般窗户的使用。4、开窗机使用电源的选择：开窗机的使用电源：有AC220V、AC110V、DC24V、DC12V、DC48V等。一般日常通风换气使用电源AC220V的；在有消防要求时，必需使用DC24V电源；而通讯设施用DC48V。,91,2020/5/5,三、选用指南分类、性能特点、适用范围及参考价格,92,2020/5/5,四、型号分类1、齿条式电动开窗器（型号：CA/D-X00）是以直齿条(截面12*12mm)为驱动方式，型号CA/D-X00C：为齿条型、A：为使用电源A