精密丝杆步进电机

一体化直线传动解决方案,集成滚珠丝杆或梯形丝杆,实现高精度直线运动控制,无需额外安装联轴器。

  • 提供 滚珠丝杆梯形丝杆 两种方案
  • 行程范围:50mm - 500mm 可定制
  • 高精度:定位精度可达 0.01mm
  • 大推力:最大推力输出 500N
  • 结构紧凑:节省空间,安装简便
NEMA 23 精密丝杆步进电机结构图

核心优势

为什么选择丝杆步进电机?

🎯

高精度定位

滚珠丝杆方案定位精度可达0.01mm,梯形丝杆方案定位精度0.05mm,满足各类精密应用需求。

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大推力输出

通过丝杆传动放大电机扭矩,可提供50N-500N的强大推力,轻松驱动重载负载。

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一体化设计

电机与丝杆完美集成,无需联轴器,减少装配误差,降低维护成本,提高系统可靠性。

快速响应

步进电机的快速响应特性,配合精密丝杆,实现快速启停和精准定位控制。

🔧

安装便捷

标准法兰安装接口,配备防尘罩和限位开关安装位,方便集成到各类自动化设备中。

💰

性价比高

相比伺服直线电机,丝杆步进电机成本更低,维护简单,是中小行程应用的理想选择。

丝杆步进电机系列产品

根据精度、负载与成本要求,提供多种丝杆方案

滚珠丝杆步进电机

采用精密滚珠丝杆,具有高效率、高精度、长寿命的特点。滚珠在丝杆与螺母间滚动,摩擦小,传动效率高达90%以上,适合高频往复运动场景。

  • 适配电机: NEMA 8 / 11 / 17 / 23 / 34
  • 丝杆导程: 2mm / 5mm / 8mm / 10mm / 20mm
  • 行程范围: 50mm - 500mm
  • 定位精度: ≤ 0.01mm
  • 最大推力: 50N - 500N
  • 传动效率: 90% - 96%
  • 使用寿命: ≥ 20,000小时
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梯形丝杆步进电机

采用梯形螺纹丝杆(T型丝杆),结构简单,成本低廉。适用于对精度要求不高,但需要大推力和自锁功能的应用场景,如升降平台、推拉机构。

  • 适配电机: NEMA 17 / 23 / 34
  • 丝杆导程: 2mm / 4mm / 8mm / 12mm
  • 行程范围: 50mm - 300mm
  • 定位精度: ≤ 0.05mm
  • 最大推力: 100N - 400N
  • 传动效率: 30% - 50%
  • 特殊功能: 具备自锁能力,断电保位
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丝杆电机选型计算指南

如何选择合适的丝杆步进电机?核心在于确认推力(Force)、速度(Speed)及行程(Stroke)。

1. 确定所需推力 (Thrust Force)

丝杆的主要作用是将旋转运动转换为直线运动,同时放大推力。请根据您的负载计算所需推力。

F = (2π × η × T) / L
  • F: 输出推力 (N)
  • T: 电机保持扭矩 (N·m)
  • L: 丝杆导程 (m/rev)
  • η: 传动效率 (滚珠丝杆90%,梯形丝杆40%)

示例:NEMA 23电机(T=1.2N·m),配5mm导程滚珠丝杆,推力F ≈ (2×3.14×0.9×1.2)/0.005 ≈ 1357N

2. 确定所需速度 (Linear Speed)

丝杆的直线速度取决于电机转速和丝杆导程。需确保速度满足设备的工作节拍要求。

V = N × L / 60
  • V: 直线速度 (m/s)
  • N: 电机转速 (RPM)
  • L: 丝杆导程 (m/rev)
  • 提示: 步进电机最佳工作区300-1500 RPM

示例:电机600RPM,5mm导程,直线速度V = 600×0.005/60 = 0.05m/s = 50mm/s

3. 选择丝杆类型与导程

根据精度、效率和成本需求选择丝杆类型,导程越小推力越大但速度越慢。

  • 高精度应用: 选择滚珠丝杆,导程2-5mm
  • 大推力应用: 选择小导程(2-4mm)丝杆
  • 高速应用: 选择大导程(10-20mm)丝杆
  • 需要自锁: 选择梯形丝杆(低效率带来自锁)

4. 确定行程与安装方式

根据实际应用确定所需行程长度和安装方式,考虑设备空间限制。

  • 标准行程: 50mm / 100mm / 150mm / 200mm / 300mm
  • 特殊行程: 可定制最长500mm
  • 安装方式: 法兰安装 / 支撑座安装
  • 配件: 可配限位开关、防尘罩、导轨组件

综合技术参数

电机本体与丝杆组件性能指标参考,符合工业级标准

电机本体参数 (Motor Specs)

步距角 (Step Angle) 1.8° / 0.9° (200步/400步每转)
相数 (Phase) 2相 / 4线 / 6线 / 8线
电压范围 12-48VDC (视机座号而定)
允许温升 80°C Max (额定电流下连续运行)
环境温度 -20°C ~ +50°C
绝缘等级 B级 / F级
防护等级 IP54 (可选IP65)
轴向/径向跳动 ≤ 0.05mm

丝杆组件参数 (Lead Screw Specs)

丝杆材质 45# 钢 / SUS304不锈钢
螺母材质 铜合金 / POM工程塑料 / 钢制
表面处理 淬火研磨 / 镀铬 / 发黑
直径规格 Φ8mm / Φ10mm / Φ12mm / Φ16mm
直线度 ≤ 0.2mm/300mm
润滑方式 终身润滑脂 / 可外部注油
工作噪音 滚珠丝杆 ≤ 50dB,梯形丝杆 ≤ 60dB
安全系数 推荐负载为额定推力的60%-80%

典型应用领域

直线运动、精密定位、推拉传动场景解决方案

3D打印机

XYZ三轴精密定位,实现高精度打印头控制

医疗注射泵

精确控制药液推注速度和剂量,确保医疗安全

光学检测设备

高精度线性扫描,镜头焦距调节,样品定位

实验室自动化

样品架移动,试管分配,自动取样系统

包装机械

推料机构,分切定位,封口推进装置

数控机床

小型数控雕刻机,激光切割机的轴向进给

自动门禁

电动推杆,自动开关门,窗帘电机

太阳能追踪

光伏板角度调节,日照追踪系统的线性执行器

滚珠丝杆 vs 梯形丝杆对比

根据应用需求选择最适合的丝杆类型

对比指标 滚珠丝杆 (Ball Screw) 梯形丝杆 (Trapezoidal Screw) 选择建议
传动效率 ✔ 90%-96% 30%-50% 高频往复运动选滚珠丝杆
定位精度 ✔ ±0.01mm ±0.05mm 精密定位应用选滚珠丝杆
使用寿命 ✔ ≥20,000小时 ≥10,000小时 长期连续运行选滚珠丝杆
自锁能力 无自锁(需配刹车) ✔ 具备自锁 垂直升降/需保位选梯形丝杆
运行噪音 ✔ ≤50dB ≤60dB 静音要求高选滚珠丝杆
成本 较高 ✔ 经济实惠 预算有限选梯形丝杆
维护需求 需定期润滑 ✔ 几乎免维护 难维护环境选梯形丝杆

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