Motor rechte Seite
Wiederholgenauigkeit: ±0,005/0,01 mm Horizontale Last: 60 kg Vertikale Last: 22 kg Maximale Geschwindigkeit: 250 mm/s Verfahrweg: 50–1050 mm
Aktueller Standort：Zuhause > Unternehmen > Nachricht > Neueste Nachrichten > Anforderungen an Last, Geschwindigkeit und Hub für Kugelgewindetriebe verstehen Date: Dec 03 2025
Kugelgewindetriebe sind unverzichtbare Komponenten in der Präzisionsautomatisierung. Dank ihrer Fähigkeit, wiederholbare und präzise Linearbewegungen zu ermöglichen, finden sie breite Anwendung in der Halbleiterfertigung, der LCD-Montage, der Leiterplattenverarbeitung, der Medizintechnik, der Automobilindustrie und in industriellen Prüfsystemen. Ob in kleinen Inspektionsmaschinen oder großen Produktionslinien integriert – die Leistungsfähigkeit des Antriebs hängt maßgeblich davon ab, wie gut die Systemanforderungen mit den mechanischen Eigenschaften des Antriebs übereinstimmen.
Seit ihrer Gründung im Jahr 2003 konzentriert sich Ruan auf die Verbesserung der industriellen Präzision durch hochwertige Bewegungskomponenten. Mit zwei Industrieparks und über 300 Mitarbeitern ist die Marke Pi des Unternehmens auf Aktuatoren, Positioniermodule, Linearmotoren, elektrische Zylinder, Robotererweiterungen und Automatisierungsteile spezialisiert. Diese Expertise ermöglicht es, den passenden Kugelgewindetrieb für reale industrielle Umgebungen auszuwählen und zu konfigurieren.
Dieser Artikel erläutert drei der wichtigsten Faktoren bei der Auswahl von Aktuatoren: Last, Geschwindigkeit und Hub. Ein klares Verständnis dieser Parameter gewährleistet einen zuverlässigen Maschinenbetrieb, vermeidet vorzeitigen Verschleiß und verbessert die Langzeitgenauigkeit.
Die Belastung ist einer der ersten Parameter, die Ingenieure berücksichtigen müssen. Ein Kugelgewindetrieb wandelt eine Drehbewegung in eine lineare Bewegung um, aber die Kraft, die er aufnehmen kann, hängt vom Gewindedurchmesser, der Steigung, der Mutterkonstruktion, der Lagerkonstruktion und der Steifigkeit der Führungsschiene ab.
Dies bezieht sich auf die Kräfte, die wirken, während der Aktor seine Position hält. Anwendungen wie vertikales Heben, Montagevorrichtungen oder lange Haltezyklen erfordern eine hohe statische Belastbarkeit. Ist der Aktor unterdimensioniert, verringert sich die Haltestabilität und die Wahrscheinlichkeit einer langfristigen Schraubenverformung steigt.
Dynamische Belastungen treten während der Bewegung auf. Hohe Beschleunigungen, Verzögerungen und schnelle Richtungsänderungen erhöhen die Beanspruchung von Schraube und Mutter. Aktuatoren, die in Pick-and-Place-Systemen, Inspektionsscans oder schnellen Indexiersystemen eingesetzt werden, müssen höhere dynamische als statische Belastungen aushalten.
Kugelgewindetriebe sind nicht für die Aufnahme von Seitenkräften ausgelegt. Seitenkräfte müssen durch Linearführungen oder externe Lager aufgenommen werden. Zu hohe Seitenkräfte können folgende Folgen haben:
Erhöhte Reibung
Ungleichmäßiger Verschleiß
Verringerte Wiederholbarkeit
Kürzere Lebensdauer des Aktuators
Ingenieure sollten Folgendes berücksichtigen:
Nutzlastgewicht
Werkzeugkraft oder Presskraft
Trägheit während der Beschleunigung
Vertikale vs. horizontale Ausrichtung
Jegliche außermittige Lasten oder mehrachsige Lastpfade
Durch die genaue Berechnung der Lastanforderungen können Anwender einen Aktor auswählen, der über Jahre hinweg Steifigkeit und Genauigkeit beibehält.
Die Geschwindigkeit bestimmt, wie schnell sich der Aktor von einer Position zur anderen bewegt. Um jedoch eine hohe Geschwindigkeit bei gleichzeitiger Stabilität zu erreichen, bedarf es einer sorgfältigen Abstimmung von Gewindesteigung, Motorauswahl und mechanischer Konstruktion.
Eine höhere Schraubensteigung erhöht die Förderstrecke pro Motorumdrehung.
Hohe Steigung = höhere Drehzahl, geringere mechanische Übersetzung
Niedrige Tonhöhe = geringere Geschwindigkeit, höhere Präzision und Kraft
Wenn eine Anwendung schnelle Verfahrwege und moderate Kräfte erfordert, kann eine höhere Teilung geeignet sein. Für eine hochpräzise Positionierung sind Konstruktionen mit geringerer Teilung vorzuziehen.
Servomotoren ermöglichen eine Regelung im geschlossenen Regelkreis, einen gleichmäßigen Lauf und hohe Drehzahlstabilität – ideal für die dynamische Automatisierung. Schrittmotoren eignen sich für Systeme mit moderaten Geschwindigkeiten und begrenztem Kostenrisiko.
Längere Schrauben unterliegen bei hohen Drehzahlen stärkeren Vibrationen, dem sogenannten Schraubenschwingen. Dies setzt der Drehzahl je nach Schraubendurchmesser, Lagerungsmethode und Lageranordnung praktische Grenzen.
Höhere Lasten erfordern eine langsamere Beschleunigung, um eine Belastung von Schraube und Mutter zu vermeiden.
Erforderliche Zykluszeit
Drehmomentkurve des Motors
Beschleunigungs- und Ruckeinstellungen
Maximal zulässige Schraubendrehzahl
Erfordernis einer gleichmäßigen Bewegung bei niedriger Geschwindigkeit (häufig bei Inspektionssystemen)
Durch die korrekte Abstimmung der Geschwindigkeitsanforderungen werden Resonanzen vermieden, der Verschleiß reduziert und eine präzise Positionierung sichergestellt.
Der Hub definiert, wie weit sich der Aktor bewegen kann. Dieser Parameter beeinflusst eine Vielzahl von Entscheidungen im mechanischen Design.
Der nutzbare Hubweg (effektiver Hub) ist kürzer als die Gesamtlänge des Aktuators. Konstrukteure müssen Folgendes berücksichtigen:
Sicherheitsmargen am Ende der Reise
Motor- und Kupplungslänge
Einschränkungen des Montagebereichs
Längere Verfahrwege erfordern eine steifere Schraube und ein stabileres Gehäuse. Unzureichende Steifigkeit führt zu Folgendem:
Vibration
Verringerte Wiederholbarkeit
Positionsdrift
Ungleichmäßige Bewegung unter Last
Für Anwendungen mit großem Hub können gestützte Spindelkonstruktionen oder alternative Technologien wie Riemenantriebe oder Linearmotoren in Betracht gezogen werden.
Höhere Zyklusfrequenz bei längeren Fahrten erhöht:
Wärmeentwicklung
Verschleiß
Schmierstoffverbrauch
Daher müssen die Wartungsintervalle entsprechend angepasst werden.
Diese drei Parameter sind nicht unabhängig. Vielmehr beeinflussen sie sich in praktischen technischen Anwendungen gegenseitig.
Diese Kombination erzeugt starke dynamische Kräfte. Sie erfordert:
Größerer Schraubendurchmesser
Vorgespannte Mutter mit geringem Spiel
Verstärkte Führungsschienen
Dies erfordert:
Größere Schraube zur Vermeidung von Durchbiegung
Stallbaukonstruktion
Kontrollierte Beschleunigung zur Vermeidung von Peitscheneffekten
Die Feinabstimmung der Servoregelung wird entscheidend. Schmierung und Temperaturstabilität spielen ebenfalls eine größere Rolle.
Das Verständnis des Zusammenspiels dieser Faktoren gewährleistet die langfristige Zuverlässigkeit des Aktuators und seine Leistungsfähigkeit auf Industrieniveau.
Ruans langjährige Erfahrung mit Präzisionskomponenten gewährleistet, dass jeder Aktor folgendermaßen konstruiert ist:
Optimierte Schraubengeometrie
Hochsteife Gehäuse
Präzisionsgeschliffene Schienen
Stabile Reisegenauigkeit
Zuverlässige Lebensdauer
Anwendungen in der Halbleiterindustrie, Medizintechnik, LCD- und Leiterplattenfertigung sowie Automatisierungstechnik erfordern äußerst zuverlässige Bewegungskomponenten. Ein korrekt ausgewählter und konfigurierter Aktor verhindert Folgendes:
Ungenaue Montage
Oberflächenfehler
Instabile Inspektionsergebnisse
Reduzierter Durchsatz
Durch das Verständnis der Anforderungen an Last, Geschwindigkeit und Hub stellen die Ingenieure sicher, dass jeder Aktor innerhalb seines idealen Leistungsbereichs arbeitet.
Die Auswahl eines Kugelgewindetriebs erfordert mehr als nur die Wahl von Größe und Hub. Tragfähigkeit, Drehzahl und Hublänge müssen gemeinsam bewertet werden, um eine zuverlässige Bewegung zu gewährleisten. Dank jahrzehntelanger Erfahrung in der Präzisionstechnik ermöglicht Ruan mit seinen standardisierten und kundenspezifischen Antriebslösungen Industrieanwendern, anspruchsvolle Anforderungen in unterschiedlichsten Branchen zu erfüllen.
Durch fundierte Entscheidungen auf der Grundlage mechanischer Prinzipien gewährleisten Ingenieure langfristige Genauigkeit, reduzierten Wartungsaufwand und einen stabilen Maschinenbetrieb.
