Актуаторы для низких температур

Ниже приведена информация о возможности и особенностях использования актуаторов Haydon Kerk при низких температурах.
 

Для низкотемпературных применений существуют несколько ограничивающих факторов:

1. Основной ограничивающий фактор это смазка, используемая в винтовой передаче и подшипниках. При снижении температуры смазка внутри актуатора застывает и полезное усилие актуатора тратится на преодоление её сопротивления. Можно применять следующее правило: при снижении температуры актуатора до -40 С его производительность (усилие) падает на 50%.  При ненагруженной работе актуатора допускается уменьшать количество смазки, что положительным образом скажется на снижении рабочих температур, но отрицательно на ресурсе.  В ассортименте Haydon Kerk так же имеются специальные смазки, допускающие сухое хранение и холодный старт актуатора при температуре -50 С, а так же сохраняют работоспособность в диапазоне -80 + 204С. Но одна только замена смазки не даст положительного результата, если не учтены прочие факторы приведенные ниже.  Так же необходимо учитывать что, снижая рабочую температуру смазки, мы получаем возможность холодного пуска актуатора при низких температурах, но одновременно получаем повышенный износ и снижение ресурса изделия при нормальных температурах.

2. Наличие взвешенных водяных паров в воздухе обязательно должно быть учтено  при низкотемпературных применениях.  Влага конденсируется из воздуха и происходит заиндевение или обледенение поверхностей. Это значительно влияет на трение в механизме и как результат - на полезное усилие создаваемое актуатором.  Вплоть до полного примерзания штока. Таким образом, для использования механизмов при низких температурах заказчик должен принять меры для предотвращения обмерзания.

3. Следующий фактор –  коэффициенты теплового расширения у материалов, из которых изготовлены детали винтовой пары. При снижении температуры пластиковая гайка сжимается сильнее, чем винт из нержавеющей стали и технологические зазоры между ними стремятся к нулю. Это может приводить к заклиниванию пары и невозможности холодного пуска. Особенно если на поверхности имеется слой инея или грязи.  Проблема сжатия может быть решена заменой гайки из термопласта на гайку из карбона, но это значительно увеличивает стоимость изделия.  Так же увеличение технологических зазоров будет отрицательно сказываться на точности позиционирования.

Большинство вращательно-поступательных винтовых передач нормальной точности, используемых в составе актуаторов Haydon Kerk серий Hybrid и CanStack, могут свободно работать до температур -40°C. Только для винтов с очень мелким шагом рабочая температура ограничена -20°C
Универсальным средством решения указанных выше проблем является предварительный подогрев изделия. Это повышает текучесть смазок, приводит к норме  технологические зазоры и одновременно снижает влажность окружающего воздуха, препятствуя обледенению.  Предварительный подогрев актуатора достигается путем подачи небольшого напряжения на рабочие обмотки (3-10% от номинального значения) в течение нескольких минут перед запуском в работу.  В процессе работы актуатор выделяет избыточное тепло, поэтому при грамотной теплоизоляции актуатор будет продолжать работать даже при низких температурах.
Если же по условиям эксплуатации предварительный подогрев однозначно невозможен и требуется именно мгновенный холодный пуск актуатора при низких температурах, необходимо выбирать актуатор со значительным запасом (3-5 раз) по усилиям а так же мириться со снижением точности и срока службы механизма.