Порівняльній аналіз сучасних технологій високонавантаженого лінійного приводу

Abstract

UA: Сучасне машинобудування вимагає удосконалення технологій лінійних приводів. Мета статті полягає у визначенні та систематизації основних напрямків розвитку сучасних технологій лінійних приводів у контексті концепції SMART-гідравліки та Індустрії 4.0+. Така систематизація необхідна для обґрунтування науково-технічних рішень при розробці нових систем лінійного позиціонування та управління рухом в найрізноманітніших галузях техніки. Для вирішення поставленої задачі був виконаний аналіз наукової та технічної літератури, патентів, каталогів виробників та веб-ресурсів були визначені основні напрямки розвитку сучасних технологій лінійних приводів, включаючи введення датчиків нового покоління, сучасних клапанів, рекуперації енергії, переходу від клапанного до насосного управління та інтеграції з компонентами Індустрії 4.0+. Також була проаналізована можливість заміни електрогідравлічних приводів на електромеханічні ролико-гвинтові приводи. В результаті виконаного дослідження вироблені рекомендації по вибору типу лінійного приводу, в залежності від вимог конкретної машини та галузі техніки. /// EN: The article analyses and systematises contemporary technologies of heavy loaded linear actuators in the context of the emerging SMART hydraulics concept and the broader framework of Industry 4.0+. The work focuses on the need to modernise linear actuation solutions in modern mechanical engineering. The main objective is to identify key development trends in linear drive technologies and to substantiate engineering decisions for new positioning and motion control systems operating under high loads. To achieve this objective, the author conducts a structured review of scientific and technical literature, patents, manufacturers’ catalogues, and web resources, which makes it possible to identify the principal directions of linear actuator evolution. Particular attention is given to the competition between electrohydraulic and electromechanical linear actuators that has unfolded over recent decades, with each technology demonstrating specific advantages and limitations depending on the operating conditions and performance requirements. Electrohydraulic drive systems remain dominant in heavy-duty applications due to their high power density, robustness to dynamic loads, and capacity to damp vibrations, although their typical design solutions have largely remained at the technological level of the 1980s and have primarily been upgraded through the integration of electronic control components. Transition from valve-controlled to pump-controlled architectures was highlighted. In parallel, electromechanical actuators, supported by the increasing use of planetary roller-screw and ball-screw mechanisms, have approached hydraulic systems in terms of specific power, but they remain sensitive to shock loads and exhibit unresolved issues regarding their dynamic behavior in comparison with electrohydraulic solutions. The analysis demonstrates that, despite the rapid progress of electromechanical technologies, electrohydraulic actuators still retain significant advantages in extremely demanding operating conditions, while electromechanical solutions are increasingly attractive where high positioning accuracy and compactness are prioritised. The proposed systematisation of technological trends in heavy loaded linear actuation can be used by designers and researchers as a methodological basis when developing next-generation positioning and motion control systems that comply with SMART hydraulics principles and Industry 4.0+ concepts.