A aplicação econômica para seu próprio design.

Embora motores lineares sem ferro sejam utilizados em aplicações de semicondutores e eletrônicos há mais de uma década, eles ainda são vistos por muitos projetistas e OEMs como produtos de "nicho". No entanto, a percepção dos motores lineares como uma solução cara para aplicações específicas está mudando lentamente, à medida que mais indústrias os adotam como substitutos de fusos de esferas em aplicações de embalagem, montagem e carregamento de peças. E embora o custo da tecnologia de motores lineares tenha caído na última década, a escolha entre um motor linear e um fuso de esferas deve levar em consideração tanto os requisitos de desempenho da aplicação quanto o custo total de propriedade ao longo da vida útil da máquina ou sistema. Abaixo estão alguns dos principais parâmetros a serem considerados ao comparar e escolher entre fusos de esferas e motores lineares.

Onde os motores lineares se destacam

Um motor linear é essencialmente um servomotor "desenrolado", onde o rotor com ímãs permanentes se torna a parte estacionária (também chamada de secundária) e o estator se torna a parte móvel (também chamada de primária ou forçadora), com bobinas encapsuladas em epóxi. A vantagem mais reconhecida dos motores lineares é a ausência de peças móveis, o que lhes permite atingir precisão de posicionamento e repetibilidade muito maiores do que os parafusos de esferas. Outro benefício na precisão de posicionamento é fornecido pelo encoder. Enquanto os parafusos de esferas normalmente usam um encoder rotativo montado no motor para feedback de posicionamento, os motores lineares usam uma escala linear magnética ou óptica para feedback de posição. A escala linear mede a posição na carga, o que fornece uma leitura mais precisa da posição real. Para aplicações de altíssima precisão, esse feedback de posição mais preciso pode significar a diferença entre uma peça que atende às especificações e uma que requer retrabalho ou descarte.

Motor Linear Rotativo

Em um artigo anterior, discutimos a relação entre velocidade e distância de deslocamento em aplicações com fusos de esferas. Esta é outra área em que os motores lineares oferecem uma vantagem. O comprimento de deslocamento permitido dos motores lineares é teoricamente ilimitado, com outros componentes do sistema – rolamentos lineares, gerenciamento de cabos e encoders – ditando o curso máximo. Da mesma forma, a velocidade e a aceleração máximas dos motores lineares são muito maiores do que as dos fusos de esferas, com classificações típicas de até 10 m/s de velocidade e 10 g de aceleração, desde que os outros componentes do sistema sejam dimensionados corretamente para atender a essas especificações. Apesar dos limites impostos por outros componentes do sistema, os motores lineares ainda superam os fusos de esferas em aplicações que exigem longo comprimento de deslocamento e alta velocidade. Eles também têm a vantagem de permitir carros acionados independentemente (primários) na mesma peça secundária. Isso é especialmente útil em algumas aplicações de embalagem, onde o material a ser embalado precisa ser comprimido antes de ser inserido no meio de embalagem (pense em fraldas embaladas dentro de um saco plástico).

Fatores de Custo Total de Propriedade

Manutenção e confiabilidade são critérios importantes na análise do custo total de propriedade, e os motores lineares oferecem diversos benefícios ao longo da vida útil do sistema. Primeiro, por não possuírem peças mecânicas móveis, os motores lineares em si não requerem manutenção. Apenas os mancais de apoio linear exigem lubrificação periódica, e muitos mancais agora são oferecidos com opções de lubrificação de "longo prazo" ou "lubrificação vitalícia". A ausência de peças móveis no sistema de transmissão também melhora a confiabilidade, pois não há elementos rolantes, pistas de rolamento ou vedações que se desgastem e exijam substituição ao longo do tempo.

Em qualquer sistema linear, é importante considerar o ambiente e a necessidade de vedações e tampas de proteção. Os motores lineares não são exceção, pois podem ser mais difíceis de encapsular e proteger do que os conjuntos de fusos de esferas tradicionais. Em muitos casos, no entanto, desde que os rolamentos lineares sejam devidamente vedados para o ambiente de trabalho, os motores lineares podem suportar contaminações mais agressivas do que os fusos de esferas.

Para motores lineares, o fator ambiental mais crítico é a temperatura. Como o epóxi usado para encapsular as bobinas em um motor linear sem ferro não dissipa calor prontamente, pode ser necessário resfriamento – por ar forçado ou água – para manter uma temperatura operacional aceitável tanto para o motor quanto para a estrutura de montagem. Alguns fabricantes utilizam epóxis com alta capacidade de dissipação de calor, mas é importante verificar a dissipação térmica do motor e o efeito que a temperatura terá na força disponível do motor.

Cada vez mais indústrias e aplicações exigem percursos longos, altas velocidades e alta precisão de posicionamento. Embora muitos tipos de sistemas lineares possam atender a dois desses três critérios, os motores lineares são a única tecnologia que pode fornecer todos os três sem concessões. À medida que a produtividade e o custo total de propriedade se tornam fatores decisivos na seleção de tecnologias, projetistas e OEMs estão se familiarizando cada vez mais com as tecnologias de motores lineares e ajudando-as a passar de "nicho" para o status de mainstream, juntamente com correias, cremalheiras e pinhões, e até mesmo fusos de esferas.