在輕量化結構和汽車行業(yè)中，功能集成是最新的主題，未來幾年將出現大量與此相關的應用和創(chuàng)意。位于Aalen的滾動軸承制造商Franke也不甘示弱，他們將滾絲軸承與直接驅動模塊結合起來，將驅動電動機直接集成到軸承中，可以省去傳動和驅動小齒輪上復雜的潤滑回路，因此移動質量顯著提高，由摩擦和間隙等因素導致的功率損失也被最小化。Franke公司旗下LD驅動器使用的直驅式軸承組件也擁有這些優(yōu)點，它們以高能效著稱。
通過LD驅動，客戶獲得了由輕型軸承，力矩電動機和控制系統組成的全套匹配組件
Franke滾絲軸承的工作原理提供了自由選擇外殼材料的可能性，如果使用鋁、塑料或碳等輕質材料，重量會明顯減輕，這樣可以使電動機質量更小，從而節(jié)省高達30%的能源。
將驅動電動機直接集成到軸承中的優(yōu)點如下：
● 集成系統
● 無磨損驅動
● 高扭矩
● 高動態(tài)，高效率
● 個性化設計
● 結構緊湊
● 電動機、測量系統和控制器可自由選擇
● 可根據要求進行水冷(額定扭矩翻倍)
圖1 Franke輕型軸承采用直驅式LD驅動，直徑從100~2000 mm不等
集成驅動軸承可精確定位
集成驅動軸承特別適用于要求性能高和占地面積小的應用或領域，例如在醫(yī)療技術、車輛制造、自動化、揀選應用或導航領域。將整個驅動器集成到軸承殼體中可以省去傳統驅動中用于動力傳遞的高性能部件，例如齒形帶、軸或鏈，這也便于更準確的定位。
Franke公司滾絲軸承的軋制過程不直接在軸體和封閉結構之間完成，而是在集成的軸承套圈上無摩擦進行，其結構緊湊并可承受高負載，同時，四點角接觸式的幾何形狀確保了最大的設計自由度，因此客戶可以根據需求獲得相應材料制成的各種尺寸的部件。
定子和轉子
驅動器本身直接集成在軸承箱中，靜止的軸承部件是定子，扭矩電動機的轉子負責運動。定子和轉子之間的距離(氣隙)決定了扭矩的大小。Franke預應力旋轉接頭保證了距離的恒定，測量系統可確定電動機的位置，接口可用于增量系統和絕對系統，啟動旋轉運動不需要其他部件或耐磨部件，提高了系統效率并延長了其使用壽命。
圖2 分段電動機的磁力抵消了重力并減輕了軸承負荷
今天滾絲軸承已成為全球知名計算機斷層掃描儀制造商的首選，因為它能滿足對現代高效醫(yī)療組件的所有要求：安靜、輕便和高動力。通過LD驅動，客戶可以從同一來源獲得所有組件，包括相互配套的輕型軸承、電動機和控制裝置。
計算機斷層掃描儀(CT)的主軸承負責提供準確的記錄，即使是在高轉速的情況下，該軸承也必須安靜平穩(wěn)地運轉，必須保證同軸度和偏心率的精確度，Franke用于計算機斷層掃描儀的特殊軸承達到了300?r/min的速度，噪音低于60?dB(A)，由于其極高的精度和平滑性，使得X射線單元能夠組成出色的圖像材料。
圖3 如今直驅式滾動軸承已被用于計算機斷層掃描儀
Franke的測試臺已經開始測試新一代的CT軸承，如今這些配備了分段驅動裝置的軸承在滿負載、噪音為70?dB(A)的情況下轉速可達400?r/min，通過磁力釋放軸承的技術，其使用壽命幾乎可以達到無限。
在機械工程應用方面的巨大潛力
除醫(yī)療技術外，集成驅動的輕型軸承在機械工程中的應用也有巨大的潛力，例如旋轉分度臺或換刀器，移動質量小確保發(fā)動機可以設計得更小，同時動力和速度達到更高，在旋轉分度臺中，這種方式實現了很高的時鐘速率。
集成直接驅動的滾動軸承的直徑為100～1800mm，默認工作溫度最高可達80℃，針對更高的溫度，軸承組件必須相應重新設計，這由Franke公司的開發(fā)人員和設計師完成。
啟動該項目是為了與客戶一起滿足其特殊要求，并且優(yōu)化自己的產品計劃，Aalen生產廠的實驗室擁有大量設備，可以完成各種測試和分析。
