التطبيق الفعال من حيث التكلفة لتصميمك الخاص.

في حين تم استخدام المحركات الخطية الخالية من الحديد في تطبيقات أشباه الموصلات والتطبيقات الإلكترونية لأكثر من عقد من الزمن، إلا أن العديد من المصممين ومصنعي المعدات الأصلية ما زالوا ينظرون إليها على أنها منتجات "متخصصة". لكن تصور المحركات الخطية كحل مكلف للتطبيقات الفريدة يتغير ببطء، حيث أن المزيد من الصناعات تعتمدها كبدائل للبراغي الكروية في تطبيقات التعبئة والتغليف والتجميع وتحميل الأجزاء. وبينما انخفضت تكلفة تكنولوجيا المحركات الخطية خلال العقد الماضي، فإن الاختيار بين المحرك الخطي والمسمار الكروي يجب أن يأخذ في الاعتبار كلاً من متطلبات أداء التطبيق والتكلفة الإجمالية للملكية على مدار عمر الماكينة أو النظام. فيما يلي بعض المعلمات الأساسية التي يجب مراعاتها عند المقارنة والاختيار بين اللوالب الكروية والمحركات الخطية.

حيث تتفوق المحركات الخطية

المحرك الخطي هو في الأساس محرك سيرفو "غير ملفوف"، حيث يصبح الجزء المتحرك ذو المغناطيس الدائم هو الجزء الثابت (يُسمى أيضًا الثانوي)، ويصبح الجزء الثابت هو الجزء المتحرك (يُسمى أيضًا الابتدائي، أو القوة)، مع ملفات مغلفة بـ الايبوكسي. الميزة الأكثر شهرة للمحركات الخطية هي عدم وجود أجزاء متحركة، مما يمكنها من تحقيق دقة تحديد موضع وتكرار أعلى بكثير من البراغي الكروية. يتم توفير فائدة أخرى في دقة تحديد المواقع بواسطة المشفر. بينما تستخدم اللوالب الكروية عادةً أداة تشفير دوارة مثبتة على المحرك لتحديد موضع التغذية الراجعة، تستخدم المحركات الخطية مقياسًا خطيًا مغناطيسيًا أو بصريًا لتعليق الموضع. يقيس المقياس الخطي الموضع عند الحمل، مما يعطي قراءة أكثر دقة للوضع الفعلي. بالنسبة للتطبيقات عالية الدقة، يمكن أن تعني ردود الفعل الأكثر دقة للموضع الفرق بين الجزء الذي يلبي المواصفات والجزء الذي يتطلب إعادة العمل أو الخردة.

المحرك الخطي الدوار

في مقال سابق، ناقشنا المفاضلة بين السرعة ومسافة السفر في تطبيقات اللولب الكروي. وهذا مجال آخر توفر فيه المحركات الخطية ميزة. إن طول السفر المسموح به للمحركات الخطية غير محدود من الناحية النظرية، حيث تحدد المكونات الأخرى للنظام - المحامل الخطية، وإدارة الكابلات، وأجهزة التشفير - الحد الأقصى للحركة. وبالمثل، فإن السرعة القصوى والتسارع للمحركات الخطية أعلى بكثير من تلك الخاصة بالمسامير الكروية، مع تقديرات نموذجية تصل إلى سرعة 10 م/ث وتسارع 10 جم، طالما تم تحديد حجم مكونات النظام الأخرى بشكل صحيح لتلبية هذه المواصفات. على الرغم من القيود التي تفرضها المكونات الأخرى للنظام، لا تزال المحركات الخطية تتفوق على اللوالب الكروية في التطبيقات التي تتطلب طول سفر طويل وسرعة عالية. لديهم أيضًا ميزة السماح للعربات ذاتية القيادة (الانتخابات التمهيدية) في نفس الجزء الثانوي. يعد هذا مفيدًا بشكل خاص في بعض تطبيقات التغليف، حيث يجب ضغط المادة المراد تعبئتها قبل إدخالها في وسط التغليف (فكر في الحفاضات المعبأة داخل كيس بولي).

التكلفة الإجمالية لعوامل الملكية

تعد الصيانة والموثوقية من المعايير المهمة في تحليل التكلفة الإجمالية للملكية، وتوفر المحركات الخطية العديد من الفوائد على مدى عمر النظام. أولاً، نظرًا لأنها لا تحتوي على أجزاء متحركة ميكانيكية، فإن المحركات الخطية نفسها لا تحتاج إلى صيانة. تتطلب محامل الدعم الخطية فقط تزييتًا دوريًا، ويتم الآن تقديم العديد من المحامل بخيارات التشحيم "طويل الأمد" أو "التشحيم مدى الحياة". يؤدي غياب الأجزاء المتحركة في نظام القيادة أيضًا إلى تحسين الموثوقية، حيث لا توجد عناصر متدحرجة أو مجاري مائية أو أختام ستتآكل وتتطلب الاستبدال بمرور الوقت.

مع أي نظام خطي، من المهم مراعاة البيئة والحاجة إلى الأختام والأغطية الواقية. المحركات الخطية ليست استثناءً، حيث قد يكون من الصعب تطويقها وحمايتها مقارنة بالمجموعات اللولبية الكروية التقليدية. ومع ذلك، في كثير من الحالات، طالما أن المحامل الخطية محكمة الغلق بشكل مناسب لبيئة العمل، يمكن للمحركات الخطية أن تتحمل تلوثًا أكثر عدوانية من البراغي الكروية.

بالنسبة للمحركات الخطية، فإن العامل البيئي الأكثر أهمية هو درجة الحرارة. نظرًا لأن الإيبوكسي المستخدم لتغليف الملفات في محرك خطي خالٍ من الحديد لا يبدد الحرارة بسهولة، فقد يكون التبريد مطلوبًا - إما عن طريق الهواء القسري أو الماء - للحفاظ على درجة حرارة تشغيل مقبولة لكل من المحرك وهيكل التثبيت. تستخدم بعض الشركات المصنعة الإيبوكسيات ذات القدرة العالية على تبديد الحرارة، ولكن من المهم التحقق من التبديد الحراري للمحرك وتأثير درجة الحرارة على القوة المتاحة للمحرك.

تتطلب المزيد من الصناعات والتطبيقات أطوال سفر طويلة وسرعات عالية ودقة عالية في تحديد المواقع. في حين أن العديد من أنواع الأنظمة الخطية يمكنها تلبية اثنين من هذه المعايير الثلاثة، إلا أن المحركات الخطية هي التقنية الوحيدة التي يمكنها توفير هذه المعايير الثلاثة دون أي تنازلات. نظرًا لأن الإنتاجية والتكلفة الإجمالية للملكية أصبحت العوامل الحاسمة في اختيار التكنولوجيا، فقد أصبح المصممون ومصنعو المعدات الأصلية أكثر دراية بتقنيات المحركات الخطية ومساعدتهم على الانتقال من "المكانة" إلى الحالة السائدة، جنبًا إلى جنب مع الأحزمة والرف والتروس وحتى البراغي الكروية.