توفر المحركات الخطية مخرجات فائقة، لذا فهي تتفوق في المعدات الطبية والأتمتة الصناعية والتعبئة والتغليف وتصنيع أشباه الموصلات. والأكثر من ذلك، أن المحركات الخطية الجديدة تعالج التكلفة والحرارة وتعقيد التكامل للإصدارات القديمة. للمراجعة، تشتمل المحركات الخطية على ملف (جزء أساسي أو قوة) ومنصة ثابتة تسمى أحيانًا الصوانى أو الثانوية. هناك أنواع فرعية كثيرة، ولكن النوعين الأكثر شيوعًا للأتمتة هما المحركات الخطية بدون فرش والمحركات الخطية غير الحديدية.

تتفوق المحركات الخطية بشكل عام على المحركات الميكانيكية. لديهم أطوال غير محدودة. بدون المرونة ورد الفعل العكسي للإعدادات الميكانيكية، تكون الدقة وقابلية التكرار عالية وتظل على هذا النحو طوال عمر الماكينة. في الواقع، فقط المحامل التوجيهية للمحرك الخطي هي التي تحتاج إلى صيانة؛ جميع المكونات الفرعية الأخرى خالية من التآكل.

حيث تتفوق المحركات الخطية ذات النواة الحديدية
تحتوي المحركات الخطية Ironcore على ملفات أولية حول قلب حديدي. عادة ما يكون المسار الثانوي عبارة عن مسار مغناطيسي ثابت. تعمل المحركات الخطية Ironcore بشكل جيد في قوالب الحقن، والأدوات الآلية، وآلات الضغط لأنها تنتج قوة مستمرة عالية. أحد التحذيرات هو أن المحركات الخطية ذات القلب الحديدي يمكن أن تسنن، لأن السحب المغناطيسي للثانوي على الأولي يختلف أثناء عبوره مسار المغناطيس. قوة الاحتجاز هي المسؤولة هنا. يعالج المصنعون الترس بعدة طرق، ولكن من الصعب أن تكون الضربات الناعمة هي الهدف الرئيسي.

ومع ذلك، فإن مزايا المحرك الخطي ذو النواة الحديدية كثيرة. يؤدي الاقتران المغناطيسي الأقوى (بين قلب الحديد ومغناطيس الجزء الثابت) إلى زيادة كثافة القوة. لذا، فإن المحركات الخطية ذات النواة الحديدية لديها خرج قوة أعلى من المحركات الخطية غير الحديدية المماثلة. بالإضافة إلى ذلك، تعمل هذه المحركات على تبديد الكثير من الحرارة لأن القلب الحديدي يتخلص من الحرارة الناتجة عن الملف أثناء التشغيل - مما يقلل من المقاومة الحرارية للملف إلى البيئة المحيطة بشكل أفضل من المحركات غير الحديدية. وأخيرًا، من السهل دمج هذه المحركات لأن القوة والجزء الثابت يواجهان بعضهما البعض مباشرة.

محركات خطية غير حديدية للضربات السريعة
لا تحتوي المحركات الخطية الخالية من الحديد على حديد في مكوناتها الأساسية، لذا فهي أخف وزنًا لإخراج حركة أكثر ديناميكية. يتم تضمين الملفات في لوحة الايبوكسي. تحتوي معظم المحركات الخطية غير الحديدية على مسارات على شكل حرف U مبطنة على الأسطح الداخلية بالمغناطيس. يمكن لتراكم الحرارة أن يحد من قوى الدفع إلى أقل من تلك الموجودة في المحركات ذات القلب الحديدي المماثلة، لكن بعض الشركات المصنعة تعالج هذه المشكلة بقناة مبتكرة وهندسة أولية.

تعمل أوقات الاستقرار القصيرة على تعزيز ديناميكيات المحركات الخطية غير الحديدية للقيام بتحركات سريعة ودقيقة. لا توجد قوى جذب متأصلة بين المحركين الأساسي والثانوي، مما يعني أن المحركات الخطية الخالية من الحديد هي أيضًا أسهل في التجميع من المحركات ذات القلب الحديدي. بالإضافة إلى أن محامل الدعم الخاصة بها لا تخضع للقوى المغناطيسية، لذلك عادةً ما تدوم لفترة أطول.

لاحظ أن المحركات الخطية تواجه مشكلة على المحاور الرأسية وفي البيئات القاسية. وذلك لأنه بدون بعض المكابح أو الثقل الموازن، فإن المحركات الخطية (التي تكون بطبيعتها غير متصلة) تسمح للأحمال بالسقوط أثناء حالات انقطاع التيار الكهربائي.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن لبعض البيئات القاسية أن تولد الغبار والنشارة التي تلتصق بالمحركات الخطية، خاصة في عمليات تصنيع الأجزاء المعدنية. هنا، تكون المحركات الخطية ذات النواة الحديدية (ومسارها المملوء بالمغناطيس) هي الأكثر عرضة للخطر. تشتمل بعض المحركات على محركات خطية ذات قلب حديدي أو محركات خطية غير حديدية وتصميم مقاوم للغبار للعمل في مثل هذه البيئات. هذا الأخير يزيل المشاكل المرتبطة بالمنفاخ الذي يحمي تقليديًا المحاور الخطية.

متى يتم اختيار المحركات الخطية المتكاملة
تعمل طبيعة الدفع المباشر لمحركات المحركات الخطية على تعزيز الإنتاجية وديناميكيات النظام لعدد لا يحصى من التطبيقات الصناعية. تتضمن بعض المحركات الخطية المعتمدة على المحركات الخطية أيضًا أجهزة تشفير لتعليقات الموضع... لتسهيل استخدام المحركات الخطية، حتى بالمقارنة مع الأنظمة المعتمدة على الحزام واللولب الكروي. تقوم بعض هذه المحركات بدمج المحرك الخطي والدليل والمشفر البصري (أو المغناطيسي) بإحكام لزيادة كثافة الطاقة.

يتم تثبيت جهاز التشفير في بعض المحركات بشكل أفقي بحيث لا يتأثر موضعه بالتأثيرات الخارجية. يمكن لبعض هذه الترتيبات أن تصل سرعتها إلى 6 م/ث مع تسارع يصل إلى 60 م/ث2 باستخدام مدخل 230 فولت تيار متردد. الوحدات التي يتجاوز سفرها مترين ممكنة. تشتمل العروض القياسية عادةً على جهاز تشفير مغناطيسي لتعليقات الموقع، على الرغم من توفر أجهزة التشفير الضوئية للحصول على دقة أعلى. تتضمن الخيارات الأخرى إعدادات متعددة الشرائح بالإضافة إلى أنظمة XY وجسر الرافعة الكاملة.

بالمقارنة مع الوحدات اللولبية التقليدية، توفر المحركات القائمة على المحرك الخطي دقة وسرعة أفضل - حتى في ظل العديد من ظروف خرج الدفع - بفضل القيادة المباشرة. كما يعمل التكامل الأكثر إحكامًا على تعزيز الإنتاجية والموثوقية. تشتمل بعض هذه المحركات على المحرك الخطي نفسه، وقاعدة، ودليل خطي عريض يدعم منزلقًا من الألومنيوم ومقياسًا بصريًا لتعليقات الموضع. عندما يكون المحرك الخطي غير قابل للكي، فإنه يمكن أن يقترن بمنزلق من الألومنيوم لتشكيل تصميم خفيف الوزن يتسارع بسرعة.

تشتمل بعض مشغلات المحركات الخطية المدمجة أيضًا على منزلقات مزودة بوسادات تشحيم مدمجة من أجل تشحيم صديق للبيئة. هنا، تنتهي كتلة العداء بحاقن شحوم محكمة الغلق لتوفير تشحيم مجرى السباق عبر دوران الكرة الفولاذية. في بعض الحالات، تضيف وسادات التشحيم الاختيارية التشحيم للتشغيل طويل الأمد مع صيانة أقل، خاصة على المحاور التي تقوم بضربات قصيرة.

المحركات الخطية الخالية من الحديد داخل بعض المحركات لا تظهر أيضًا أي تروس، لذلك يمكن للمحور أن يتحرك بشكل ثابت عند التحرك ببطء أو بسرعة. في بعض التصميمات، تبلغ قابلية التكرار باستخدام المشفر الخطي البصري 2 مم. تتوفر أيضًا بعض المحركات بأشواط تتراوح من 152 إلى 1490 ملم مع استقامة من 6 إلى 30 ملم.

مثال خاص: تطبيقات غرف الأبحاث
الخيار الأخير المناسب بشكل خاص للتطبيقات ذات السكتات الدماغية القصيرة ومعدلات الدورات العالية هو المحركات الخطية التي تكون الأجزاء المتحركة فيها هي المغناطيس والسكك الحديدية. هنا، لا توجد مشاكل مع نقل الكابلات التي تسبب انقطاع الاتصال. ولا توجد مشاكل مع البيئات المتربة. في الواقع، تعمل المحركات بشكل جيد في البيئات المفرغة وغرف الأبحاث. وذلك لأن الملفات ثابتة، وبالتالي تتبدد الحرارة بسهولة إلى الهياكل المتصاعدة. تنتج بعض هذه المحركات الخطية قوة مستمرة تصل إلى 94.2 أو 188.3 نيوتن وقوة الذروة إلى 242.1 أو 484.2 نيوتن - وتقبل تيارًا مستمرًا قدره 3.5 أو 7 أو 14 أمبير اعتمادًا على الإصدار. ضربات تصل إلى 430 ملم.

معلمات لتحديد المراحل الحركية الخطية
عند تحديد المحركات أو المراحل على أساس المحركات الخطية، ضع في الاعتبار المعايير التالية لكل جزء من ملف تعريف الحركة الخاص بالتصميم:

• ما هي حالة الحركة المعروفة؟
• ما هي كتلة الحمولة، وكتلة النظام، والشوط الفعال، وزمن الحركة، وزمن السكون؟
• ما هي حالة محرك الأقراص، والحد الأقصى لجهد الخرج، والتيار المستمر والذروة؟
• ما هو نوع دقة التشفير التي يحتاجها الإعداد؟ هل يجب أن تكون تناظرية أم رقمية؟
• في أي نوع من بيئة العمل سوف يعمل المشغل أو المسرح؟ ماذا ستكون درجة حرارة الغرفة؟ هل سيخضع الجهاز للفراغ أو لظروف الغرفة النظيفة؟
• ما هي متطلبات التطبيق من حيث دقة الحركة ودقة تحديد المواقع؟
• هل يقوم المحرك الخطي أو المحرك الخطي بتحريك الأحمال أفقيًا أو رأسيًا أو بزاوية؟ هل سيتم تثبيت الإعداد على الحائط؟ هل يخضع لحدود المساحة؟

إن الإجابة على هذه الأسئلة سوف تساعد مهندسي التصميم على تحديد التكرار الأكثر ملاءمة للمحرك الخطي لقطعة معينة من الآلات.