להלן כמה שאלות מהנדסים ומעצבים צריכים לשאול לפני שבוחרים מפעילים לינאריים.

מעצבים שמתכוננים לבחור מפעיל לינארי עבור מכשיר או מכונה ספציפית צריכה להיות רשימת שאלות שמוכנות לשאול ספקים ויצרנים של אותם מכשירים. רשימות אלה מכילות בדרך כלל שאלות נפוצות (שאלות נפוצות), ורוב החברות המוכרות מפעילים מוכנות עבורן. אבל אותם ספקים, במקרים רבים, מצפים שקונים פוטנציאליים ישאלו שאלות אחרות, אולי יותר בוחנות וחושפות: השאלות שנקראו לעיתים רחוקות (IFAQ).

להלן זוג שאלות שהמהנדסים צריכים לשאול כאשר שוקלים לציין מפעילים לינאריים.

ש. אני זקוק למהירות ודיוק לאורך זמן. באיזה סוג מפעיל עלי להשתמש?

א. זו שאלה חכמה לשאול. מהנדסי תכנון רבים מעריכים יתר על המידה כיצד מנועים ומפעילים מסורתיים מדויקים הם על ריצות נסיעות ארוכות. הם בטעות מאמינים שאם המפעיל עובד טוב לריצות קצרות, הוא יעבוד באותה מידה על ארוכות ארוכות. למרות שסוגים רבים של מערכות ליניאריות עומדים בשניים משלושת הדרישות מהנדסים בדרך כלל רוצים (אורכי נסיעה ארוכים, מהירות גבוהה ודיוק מיקום גבוה), מפעילי מנוע ליניאריים הם היחידים המספקים את שלושתם ללא פשרה. לעתים קרובות הם משמשים בייצור מוליכים למחצה, בדיקת אלקטרוניקה לצרכן, יישומי מדעי רפואה ומדעי חיים, כלי מכונה, הדפסה ויישומי אריזה.

כדי לספק מעט רקע, בואו נגדיר מנועים לינאריים. בעיקרו של דבר, מנוע ליניארי הוא מנוע סיבובי שנשבר והונח שטוח. זה מאפשר לזוג המנוע ישירות לעומס הליניארי. לעומת זאת, עיצובים אחרים משתמשים במנוע סיבובי ומזוגדים אותו באמצעות מכניקה, שיכולה להכניס פגיעה, הפסדי יעילות ואי דיוקים אחרים. מנועים לינאריים נוטים גם הם בעלי מהירות מקסימאלית גבוהה יותר בהשוואה לברגי הכדור באותו אורך נסיעה.

כיום משתמשים בשלושה סוגים עיקריים של מנועים לינאריים. הראשון הוא IronCore, שיש בו סלילים סביב שיניים העשויות מחומרים ברזליים ועטופים במינציה. למנועים אלה יש את הכוח הגבוה ביותר לגודל והעברת חום טובה, והם בדרך כלל הכי פחות יקרים. עם זאת, ברזל במנוע מוביל לגלגל מוגבר (מומנט כתוצאה מאינטראקציות בין המגנטים של המנוע), כך שלעתים קרובות הם מעט פחות מדויקים מהמנועים הליניאריים ללא ברזל.

כפי שהשם מרמז, למנועים לינאריים חסרי ברזל אין ברזל בפנים. המגרש הוא למעשה צלחת אפוקסי בה הוכנסו סלילי נחושת פצועים בחוזקה. זה מחליק בין שתי שורות של מגנטים זה מול זה. (זה ידוע גם כדרך מגנטית של ערוץ U היתרונות העיקריים של מנועים חסרי ברזל הם כוחות אטרקטיביים נמוכים יותר וללא שיניים. זה הופך אותם לדייקים יותר ממנועי IronCore. עם זאת, שתי שורות של מגנטים הופכות את היחידות ללא ברזל ליקרות יותר מגרסאות IronCore. ניהול העברת חום יכול להיות גם קשה, ולכן חשוב להבין מוקדם אם יישום מסוים יסכן את הסיכון להתחממות יתר. המנועים החדשים ללא ברזל כוללים סלילים חופפים המספקים יותר מגע לפני השטח לפיזור חום. עיצוב זה מאפשר גם למנוע להיות צפיפות כוח גבוהה יותר.

הסוג השלישי והאחרון הם מנועים לינאריים נטולי סליטי, שהם בעצם הכלאיים משני הסוגים הראשונים. למנוע נטול חריצים יש שורה יחידה של מגנטים כמו IronCore, המסייעת לשמור על מחירו נמוך יותר. Backiron למינציה מבטיחה העברת חום טובה, כמו גם כוחות אטרקטיביים נמוכים יותר ומנועי מנועי איירון. מנועים נטולי סליטי מציעים גם את היתרון של פרופיל גובה נמוך יותר מאשר ללא ברזל בנוסף למחירם הנמוך יותר. עבור מעצבים המעדיפים עדיפות לשמור על רכיבים במכונות שלהם קטנים ככל האפשר, כל מילימטר של שטח שנחסך יכול להיות קריטי.

ש. כיצד אוכל לדעת אם מפעיל נתון מתאים לשימוש בסביבה ספציפית?

א. לעתים קרובות מדי, מהנדסי העיצוב בוחרים מפעילים בבידוד ואינם שוקלים היכן הם ישמשו. למפעילים לינאריים יש חלקים נעים קריטיים שרק פועלים כראוי בסביבות שעבורם הם תוכננו ויוצרו. שימוש במפעיל לינארי בלתי הולם עלול לגרום לבעיות הנעות בין פעולה לא תקינה ועד נזק בלתי הפיך למפעיל עצמו. עבור יישומים "מלוכלכים", כמו כלי חיתוך שזורק חלקיקים וגרוטאות, המפעיל ידרוש איטום ומגן כדי להגן עליו מפני מזהמים.

מנקודת המבט ההפוכה, מפעיל ללא הגנה נאותה יכול להכניס זיהום לסביבה נקייה, תוך פגיעה ביישום. בלאי רגיל יגרום לשלבים לינאריים לייצר חלקיקים לאורך זמן. חדרי נקייה או סביבות ואקום מוגבלות לרוב לשימוש בציוד שאינו משחרר חלקים, ולכן חשוב למפעילים המשמשים בסביבות אלה שהם מצוידים בחותמות ומגנים למניעת כניסת חלקיקים לסביבה. כמה מכשירים מכניים המספקים תנועה לינארית, כמו למשל בעיבוד מוליכים למחצה, מעבירים רק מיקרון בכל פעם, כך שאפילו הכמות הנמוכה ביותר של זיהום יכולה להתפשר ולהרס יישום.

חותמות ומגנים מגנים על רכיבים קריטיים מפני חשיפה לסביבות קשות, ומאפשרים למפעילים ליניאריים לרוץ בזמן שהם נועדו לבצע. עבור סביבות נקיות, כלבי ים ומגנים מגנים על סביבת היישום מפני מזהמים אפשריים שנוצרו על ידי המפעיל - לא המפעיל עצמו. בנוסף לחותמות ומגנים, ניתן לתכנן מפעילים לינאריים בהתאמה אישית עם יציאות לחץ חיוביות המטהרות מזהמים בתוך היחידה, תוך שמירה על הביצועים ומחזור החיים במקסימום.

יש לקחת בחשבון מגוון גורמים סביבתיים בבחירת מפעילים לינאריים. אלה כוללים טמפרטורות אווירה, נוכחות של לחות, חשיפה לכימיקלים וגזים (למעט אוויר בחדר), קרינה, רמת לחץ האוויר (ליישומים המבוצעים בוואקום), ניקיון וציוד סמוך. לדוגמה, האם יש פיסת ציוד בסביבה שיכולה להעביר תנודות שישפיעו על ביצועי השלב הליניארי?

דירוג הגנת הכניסה של שלב ליניארי (IP), המסופק בדרך כלל במפרט שלו, מציין אם יש לו הגנה נכונה מפני סביבות ספציפיות. דירוגי IP הם רמות מוגדרות של יעילות אטמות המתחם כנגד חדירה מגופים זרים (אבק ולכלוך) ורמות לחות שונות.

דירוגי המארז מקבלים צורה של "IP-" ואחריה שתי ספרות. הספרה הראשונה מצביעה על מידת ההגנה מפני נעים וגופים זרים. הספרה השנייה מזהה את רמת ההגנה מפני חשיפה לרמות לחות שונות (מטפטוף לתרסיסים ועד כניעה מוחלטת).

לוקח את הזמן לבדוק את דירוג ה- IP של מפעיל בשלב מוקדם של תהליך הבחירה מציע דרך מהירה וקלה לחסל יחידות שאינן מתאימות לסביבה. לדוגמה, מפעיל עם דירוג IP30 אינו מציע הגנה מפני לחות, אך הוא ישמור על חפצים בגודל אצבעות. אם הגנת הלחות היא חיונית, חפש מפעיל עם דירוג גבוה יותר, כמו IP54, המגן על אבק ומים. עם זאת, מפעילים ללא חדירה או הגנה על לחות יכולים להציע אלטרנטיבות חסכוניות לסביבות בהן מזהמים אינם מעוררים דאגה.