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垂直应用中需要考虑的五件事
在确定尺寸和选择线性执行器时，安装方向是核心考虑因素之一。根据所使用的直线导轨的类型，一些执行器可以支撑比侧向负载更高的向下或提升负载，或者可以比滚动力矩更好地处理俯仰和横摆力矩 - 在评估垂直工作的执行器时所有重要因素。驱动机构的类型也影响致动器对垂直操作的适应性。螺钉，无论是滚珠丝杠还是导螺杆，通常优于皮带或直线电机，用于垂直承载负载，但它们确实有一些限制。
与重力作斗争（有时候）的独特挑战不仅仅是装载。以下是设计师和工程师在选择垂直工作线性执行器时应考虑的五个因素。
虽然负载放置和定向是在任何应用中要检查的参数之一，但值得强调的是以垂直方向安装的执行器。因为致动器将在向上行程期间抵抗重力而在下行程中将受到重力的辅助，所以无论过程如何（例如，按压，拉动或运输），每种情况下的负载将是不同的。这不仅会影响导轨和驱动机构的轴承寿命，还会影响所需的电机扭矩。此外，启动和停止时负载上的重力会影响系统的惯性，这也会影响执行器的选择和电机的尺寸。
在垂直应用中，通常建议在每个导轨上使用两个轴承座。这确保了组件可以支持在加速和减速期间产生的俯仰和横摆力矩载荷。类似地，使用具有两个平行导轨的致动器将使致动器能够处理由均匀分布的负载或由于该过程引起的外力引起的任何侧倾力矩。如果空间允许，较好的方案是选择使用两个导轨的执行器，每个导轨带有两个轴承座。
垂直应用在向上和向下冲程中经历不同的加载条件。
在垂直应用中使用滚珠丝杠或导螺杆时，满载会产生轴向力，这会导致螺钉弯曲并最终在负载下弯曲。屈曲载荷由螺钉的根部直径，无支撑长度和端部轴承布置决定。端部轴承布置对屈曲载荷具有显着影响。螺钉组件刚性越牢固，其允许的屈曲载荷就越高。例如，具有固定固定轴承布置的螺钉具有16倍的允许屈曲载荷，而不是具有固定自由端安装的螺钉。
F c =最大压缩载荷（N）
f b =最终轴承系数
d 1 =螺杆根部直径（mm）
L =无支撑长度（mm）
将螺钉与固定轴承一起布置在顶部将使螺钉处于张紧状态，从而避免螺钉上的过大压缩力。大多数滚珠或导螺杆执行器都是由驱动（电机）端的固定轴承构成，但重要的是检查轴承配置并确保执行器的安装方式使固定轴承位于顶部。
出于安全原因，螺钉在垂直应用中优于皮带或直线电机，因为它们有助于防止负载在电机断电时发生灾难性故障。但是，根据螺钉的摩擦力，导程角和效率，它们可以并且通常会反向驱动。（一般来说，导螺杆由于效率较低而具有较低的反向驱动倾向。）螺钉组件反向驱动的可能性可通过计算后驱动扭矩并将其与组件的摩擦力进行比较来确定（拖动螺母的扭矩，密封件的摩擦力和端部轴承的摩擦力。如果后驱动扭矩小于组件的摩擦力，则负载不太可能导致反向驱动。
T b =后驱动扭矩（Nm）
F =轴向载荷（N）
P =螺钉导程（m）
η 2 =反向效率（0.8至0.9为滚珠丝杠）*
*后退驾驶时的效率通常低于正常操作的效率。务必检查制造商的后驱动效率规格。
大多数轴承和执行器在所有四个侧面都有润滑端口，主要是为了在有阻挡一个或多个端口的障碍物时容纳通道。对于某些设计，组件的方向也决定了应该使用哪个润滑端口。由于重力是润滑直线导轨上部轨道或螺钉最上部滚道的障碍，因此检查制造商的垂直安装润滑指南尤为重要。在许多情况下，制造商会建议不要在垂直应用中使用油。对于脂润滑，组件通常具有特殊的计量润滑通道，以确保润滑脂到达所有关键表面。
垂直方向的执行器具有以下优点：液体污染通常会消失，从而降低腐蚀风险。然而，非常细小的轻微颗粒，例如玻璃纤维和陶瓷粉末，更可能粘附在轴承表面上，并且简单地被端部密封“推”，导致污染物积聚并增加进入轴承的风险。 。为确保垂直应用中的保护，应使用带前密封和侧密封的直线导轨。选择具有自己的密封或覆盖机构的执行器（尽量是全接触式密封而不仅仅是盖板）可以提供额外的保护，防止空气污染和液体污染。
与重力作斗争（有时候）的独特挑战不仅仅是装载。以下是设计师和工程师在选择垂直工作线性执行器时应考虑的五个因素。
虽然负载放置和定向是在任何应用中要检查的参数之一，但值得强调的是以垂直方向安装的执行器。因为致动器将在向上行程期间抵抗重力而在下行程中将受到重力的辅助，所以无论过程如何（例如，按压，拉动或运输），每种情况下的负载将是不同的。这不仅会影响导轨和驱动机构的轴承寿命，还会影响所需的电机扭矩。此外，启动和停止时负载上的重力会影响系统的惯性，这也会影响执行器的选择和电机的尺寸。
在垂直应用中，通常建议在每个导轨上使用两个轴承座。这确保了组件可以支持在加速和减速期间产生的俯仰和横摆力矩载荷。类似地，使用具有两个平行导轨的致动器将使致动器能够处理由均匀分布的负载或由于该过程引起的外力引起的任何侧倾力矩。如果空间允许，较好的方案是选择使用两个导轨的执行器，每个导轨带有两个轴承座。
垂直应用在向上和向下冲程中经历不同的加载条件。
在垂直应用中使用滚珠丝杠或导螺杆时，满载会产生轴向力，这会导致螺钉弯曲并最终在负载下弯曲。屈曲载荷由螺钉的根部直径，无支撑长度和端部轴承布置决定。端部轴承布置对屈曲载荷具有显着影响。螺钉组件刚性越牢固，其允许的屈曲载荷就越高。例如，具有固定固定轴承布置的螺钉具有16倍的允许屈曲载荷，而不是具有固定自由端安装的螺钉。
F c =最大压缩载荷（N）
f b =最终轴承系数
d 1 =螺杆根部直径（mm）
L =无支撑长度（mm）
将螺钉与固定轴承一起布置在顶部将使螺钉处于张紧状态，从而避免螺钉上的过大压缩力。大多数滚珠或导螺杆执行器都是由驱动（电机）端的固定轴承构成，但重要的是检查轴承配置并确保执行器的安装方式使固定轴承位于顶部。
出于安全原因，螺钉在垂直应用中优于皮带或直线电机，因为它们有助于防止负载在电机断电时发生灾难性故障。但是，根据螺钉的摩擦力，导程角和效率，它们可以并且通常会反向驱动。（一般来说，导螺杆由于效率较低而具有较低的反向驱动倾向。）螺钉组件反向驱动的可能性可通过计算后驱动扭矩并将其与组件的摩擦力进行比较来确定（拖动螺母的扭矩，密封件的摩擦力和端部轴承的摩擦力。如果后驱动扭矩小于组件的摩擦力，则负载不太可能导致反向驱动。
T b =后驱动扭矩（Nm）
F =轴向载荷（N）
P =螺钉导程（m）
η 2 =反向效率（0.8至0.9为滚珠丝杠）*
*后退驾驶时的效率通常低于正常操作的效率。务必检查制造商的后驱动效率规格。
大多数轴承和执行器在所有四个侧面都有润滑端口，主要是为了在有阻挡一个或多个端口的障碍物时容纳通道。对于某些设计，组件的方向也决定了应该使用哪个润滑端口。由于重力是润滑直线导轨上部轨道或螺钉最上部滚道的障碍，因此检查制造商的垂直安装润滑指南尤为重要。在许多情况下，制造商会建议不要在垂直应用中使用油。对于脂润滑，组件通常具有特殊的计量润滑通道，以确保润滑脂到达所有关键表面。
垂直方向的执行器具有以下优点：液体污染通常会消失，从而降低腐蚀风险。然而，非常细小的轻微颗粒，例如玻璃纤维和陶瓷粉末，更可能粘附在轴承表面上，并且简单地被端部密封“推”，导致污染物积聚并增加进入轴承的风险。 。为确保垂直应用中的保护，应使用带前密封和侧密封的直线导轨。选择具有自己的密封或覆盖机构的执行器（尽量是全接触式密封而不仅仅是盖板）可以提供额外的保护，防止空气污染和液体污染。
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