الملخص الفني

الحركة الخطية هي مجال التحكم في الحركة الذي يشمل العديد من التقنيات بما في ذلك المحركات الخطية، والمشغلات الخطية، والموجهات والمحامل الدوارة الخطية، وغيرها.

المحركات الخطية - خيار دقيق

المحركات الخطية التقليدية هي في الأساس محرك دوار بمغناطيس دائم، يُفرد ويُبسط. يشبه الأمر قطع الجزء الثابت والدوار على طول مستوى شعاعي، ثم فردهما لتوفير دفع خطي. عند تنشيط الجزء الثابت من المحرك، يُحدث ذلك حركة في الجزء المتحرك الذي يحتوي على مادة موصلة.

تتضمن فوائد المحرك الخطي سرعات عالية وأوقات استجابة سريعة ودقة عالية وصلابة، وبسبب عدم وجود مكونات نقل ميكانيكية يتم التخلص من رد الفعل العكسي.

من ناحية أخرى، قد تكون المحركات الخطية أكثر تكلفةً من الحلول التقليدية الأخرى. كما أنها تتطلب استجابةً أفضل من وحدات التحكم، مثل زيادة عرض النطاق الترددي ومعدلات التحديث الأعلى. كما أنها عادةً لا تُنتج قوةً تُضاهي بعض أنواع الحلول الأخرى، مثل اللوالب الكروية. وقد تُشكل الحرارة الناتجة عن خسائر I2R مشكلةً أخرى، والتي قد تتطلب اعتبارات تبريد خاصة.

يتضمن اختيار أفضل محرك خطي لتطبيق ما عددًا من العوامل بما في ذلك اعتبارات القوة والحرارة، والأحمال على المحامل، واعتبارات المساحة والخلوص.

كانت المحركات الخطية المبكرة أسطوانية الشكل. في هذه المحركات، يكون المحرك أسطواني الشكل ويتحرك لأعلى ولأسفل على طول قضيب أسطواني يحوي المغناطيسات. تتميز المحركات الخطية ذات القناة على شكل حرف U بمسارين مغناطيسيين متوازيين متقابلين، بحيث يكون المحرك بين اللوحين. يُدعم المحرك في مسار المغناطيس بواسطة نظام محمل. وأخيرًا، هناك محركات خطية مسطحة، والتي يمكن أن تكون من ثلاثة أنواع مختلفة: محركات حديدية بدون فتحات، وحديدية بدون فتحات، وحديدية مشقوقة.

المحركات الخطية - إعدادات متكاملة مع مكونات الحركة التقليدية

تُنتج المحركات الخطية حركةً خطيةً أساسًا. أحيانًا يكون المصدر الرئيسي للحركة غير خطي أو دوار، مثل المحرك. في هذه الحالة، تُحوّل وسائل ميكانيكية أخرى، مثل الأحزمة والبكرات والسلاسل أو غيرها من المكونات الميكانيكية، الحركة الدورانية إلى حركة خطية. تُنتج أنواع أخرى من المحركات الخطية حركةً خطيةً ذاتيًا، مثلًا من خلال ضغط السوائل (الهيدروليكية أو الهوائية). تشمل المحركات الخطية الشائعة المحركات الميكانيكية، والكهروميكانيكية، والهيدروليكية، والهوائية، والكهروضغطية.

يستخدم المُشغِّل الخطي ذو المصدر الدوار عادةً محركًا كهربائيًا لتوفير طاقة الإدخال. يمكن لهذا المُشغِّل استخدام برغي توجيه لتحويل الحركة الدورانية للمحرك إلى حركة خطية مستقيمة.

يعتمد اختيار المُشغِّل الخطي الأمثل للتطبيق على عوامل مثل القدرة الإنتاجية المطلوبة، والحجم، ومتطلبات الطاقة. هناك عدة عوامل مهمة يجب مراعاتها عند اختيار مُشغِّل خطي. أولًا، تحديد الشوط أو طول الحركة المطلوبة. ثانيًا، ما مقدار القوة المطلوبة من المُشغِّل؟ أي ما هو وزن الجسم الذي سيحتاج المُشغِّل إلى تحريكه؟ كيف سيتم تركيب المُشغِّل: أفقيًا أم رأسيًا؟

تُستخدم المحركات الخطية في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية مثل معدات مناولة المواد والروبوتات بالإضافة إلى تطبيقات المستهلك اليومية مثل الأجهزة وفي معدات الكمبيوتر مثل رؤوس الطابعات والماسحات الضوئية.

أدلة التدحرج ذات الحركة الخطية - لمرونة تصميم الشركة المصنعة للمعدات الأصلية

أدلة التدحرج الخطية ليست مشغلات بحد ذاتها، بل هي المكون الميكانيكي الذي يوجه الحركة الخطية، والذي قد يكون سكة أو عمودًا متصلًا بنوع من أجهزة التشغيل. تساعد أدلة التدحرج في تطبيقات الحركة الخطية على تقليل الاحتكاك في الآلات. تُستخدم في مجالات متنوعة، بدءًا من أجهزة تصنيع أشباه الموصلات المتقدمة ووصولًا إلى أدوات الآلات الكبيرة أو معدات البناء.

تتوفر أدلة التدحرج الخطية بأشكال مختلفة بما في ذلك الطرق الخطية وأنظمة توجيه السكك الحديدية وطرق التدحرج الخطية وأنظمة توجيه العمود القائمة على الشرائح الكروية.

تشمل الاعتبارات المهمة لاختيار دليل تدحرج خطي الحركة الحمل، والحمل الساكن، والشوط والسرعة، بالإضافة إلى الدقة المطلوبة. قد يلزم أيضًا التحميل المسبق حسب متطلبات التطبيق. يُعد التزييت عاملًا مهمًا آخر، وكذلك أي طريقة لتقليل تلوث نظام الدليل الخطي بالعوامل البيئية كالغبار والملوثات الأخرى باستخدام المنفاخ أو الأختام الخاصة.