Kustannustehokas sovellus omaan suunnitteluun.

Vaikka raudattomia lineaarimoottoreita on käytetty puolijohde- ja elektroniikkasovelluksissa yli vuosikymmenen ajan, monet suunnittelijat ja OEM-valmistajat pitävät niitä edelleen "niche-tuotteina". Mutta käsitys lineaarimoottoreista kalliina ratkaisuna ainutlaatuisiin sovelluksiin muuttuu hitaasti, kun yhä useammat teollisuudenalat ottavat niitä käyttöön palloruuvien korvaajina pakkaus-, kokoonpano- ja osien lastaussovelluksissa. Ja vaikka lineaarimoottoritekniikan kustannukset ovat laskeneet viimeisen vuosikymmenen aikana, valittaessa lineaarimoottorin ja kuularuuvin välillä on otettava huomioon sekä sovelluksen suorituskykyvaatimukset että omistamisen kokonaiskustannukset koneen tai järjestelmän käyttöiän aikana. Alla on joitakin keskeisiä parametreja, jotka on otettava huomioon, kun verrataan ja valitaan kuularuuveja ja lineaarimoottoreita.

Missä Linear Motors Excel

Lineaarimoottori on pohjimmiltaan "rullaamaton" servomoottori, jossa kestomagneeteilla varustetusta roottorista tulee kiinteä osa (kutsutaan myös toissijaiseksi) ja staattorista liikkuva osa (kutsutaan myös ensisijaiseksi tai pakottimeksi), jonka kelat on kapseloitu epoksi. Lineaarimoottorien tunnetuin etu on liikkuvien osien puuttuminen, minkä ansiosta niillä saavutetaan paljon suurempi paikoitustarkkuus ja toistettavuus kuin kuularuuveilla. Toinen etu paikannustarkkuudessa on kooderi. Kun kuularuuvit käyttävät tyypillisesti pyörivää anturia, joka on asennettu moottoriin paikannuspalautteen antamiseen, lineaarimoottorit käyttävät magneettista tai optista lineaarista asteikkoa asennon takaisinkytkentään. Lineaarinen asteikko mittaa asemaa kuormalla, mikä antaa tarkemman lukeman todellisesta sijainnista. Erittäin tarkoissa sovelluksissa tämä tarkempi asentopalaute voi tarkoittaa eroa osan, joka täyttää määritykset, ja sellaisen osan välillä, joka vaatii korjausta tai romua.

Pyörivä lineaarimoottori

Edellisessä artikkelissa keskustelimme nopeuden ja matkan välisestä kompromissista kuularuuvisovelluksissa. Tämä on toinen alue, jolla lineaarimoottorit tarjoavat etua. Lineaarimoottorien sallittu liikepituus on teoriassa rajoittamaton, ja muut järjestelmän komponentit – lineaarilaakerit, kaapelinhallinta ja anturit – sanelevat suurimman liikematkan. Vastaavasti lineaarimoottorien maksiminopeus ja kiihtyvyys ovat paljon korkeammat kuin kuularuuveilla, ja niiden tyypilliset arvot ovat jopa 10 m/s nopeudella ja 10 g kiihtyvyydellä, kunhan muut järjestelmän komponentit on mitoitettu oikein näiden vaatimusten mukaisesti. Huolimatta järjestelmän muiden komponenttien asettamista rajoituksista lineaarimoottorit ovat silti parempia kuin kuularuuvit sovelluksissa, joissa tarvitaan sekä pitkää liikepituutta että suurta nopeutta. Niillä on myös se etu, että ne mahdollistavat itsenäisesti ohjattavat vaunut (ensisijaiset) samassa toissijaisessa osassa. Tämä on erityisen hyödyllistä joissakin pakkaussovelluksissa, joissa pakattava materiaali on puristettava kokoon ennen sen laittamista pakkausmateriaaliin (miele vaippoja, jotka on pakattu polypussin sisään).

Omistuskustannustekijät yhteensä

Ylläpito ja luotettavuus ovat tärkeitä kriteerejä kokonaisomistuskustannusanalyysissä, ja lineaarimoottorit tarjoavat useita etuja järjestelmän käyttöiän aikana. Ensinnäkin, koska lineaarimoottorit eivät sisällä mekaanisia liikkuvia osia, ne eivät itse vaadi huoltoa. Ainoastaan ​​lineaariset tukilaakerit vaativat säännöllistä voitelua, ja monet laakerit tarjotaan nyt "pitkäaikaisella" voitelulla tai "kestovoitelulla". Liikkuvien osien puuttuminen käyttöjärjestelmästä parantaa myös luotettavuutta, koska siinä ei ole vierintäelementtejä, laakereiden kulkureittejä tai tiivisteitä, jotka kuluvat ja vaativat vaihtoa ajan myötä.

Kaikissa lineaarisissa järjestelmissä on tärkeää ottaa huomioon ympäristö sekä tiivisteiden ja suojakansien tarve. Lineaarimoottorit eivät ole poikkeus, sillä niitä voi olla vaikeampi sulkea ja suojata kuin perinteisiä kuularuuvikokoonpanoja. Kuitenkin, niin kauan kuin lineaarilaakerit on tiivistetty kunnolla työympäristöä varten, lineaarimoottorit kestävät monissa tapauksissa aggressiivisempaa likaa kuin kuularuuvit.

Lineaarimoottoreissa kriittisempi ympäristötekijä on lämpötila. Koska raudattomassa lineaarimoottorissa käämien kapseloimiseen käytetty epoksi ei helposti haihduta lämpöä, jäähdytys voi olla tarpeen – joko paineilmalla tai vedellä – hyväksyttävän käyttölämpötilan ylläpitämiseksi sekä moottorille että asennusrakenteelle. Jotkut valmistajat käyttävät epokseja, joilla on korkea lämmönpoistokyky, mutta on tärkeää tarkistaa moottorin lämpöhäviö ja lämpötilan vaikutus moottorin käytettävissä olevaan voimaan.

Yhä useammat teollisuudenalat ja sovellukset vaativat pitkiä matkoja, suuria nopeuksia ja suurta paikannustarkkuutta. Vaikka monet lineaariset järjestelmät voivat täyttää kaksi näistä kolmesta kriteeristä, lineaarimoottorit ovat ainoa tekniikka, joka voi tarjota kaikki kolme ilman kompromisseja. Kun suorituskyvystä ja omistajuuden kokonaiskustannuksista tulee ratkaisevia tekijöitä teknologian valinnassa, suunnittelijat ja OEM-valmistajat alkavat tutustua lineaarimoottoriteknologioihin ja auttaa heitä siirtymään "niche-asemasta" valtavirtaan hihnan, hammastangon ja hammasrattaiden sekä jopa kuularuuvien ohella.