Экономичное приложение для вашего собственного дизайна.

Хотя безжелезные линейные двигатели уже более десяти лет используются в полупроводниковой и электронной промышленности, многие дизайнеры и OEM-производители по-прежнему рассматривают их как «нишевые» продукты. Но восприятие линейных двигателей как дорогостоящего решения для уникальных применений постепенно меняется, поскольку все больше отраслей используют их в качестве замены ШВП при упаковке, сборке и частичной загрузке. И хотя стоимость технологии линейных двигателей за последнее десятилетие снизилась, выбор между линейным двигателем и шарико-винтовой парой должен учитывать как требования к производительности применения, так и общую стоимость владения на протяжении всего срока службы машины или системы. Ниже приведены некоторые ключевые параметры, которые следует учитывать при сравнении и выборе между ШВП и линейными двигателями.

Где превосходят линейные двигатели

Линейный двигатель по сути представляет собой «развернутый» серводвигатель, в котором ротор с постоянными магнитами становится неподвижной частью (также называемой вторичной), а статор становится движущейся частью (также называемой первичной или силовой), с катушками, заключенными в капсулу. эпоксидная смола. Наиболее признанным преимуществом линейных двигателей является отсутствие движущихся частей, что позволяет им достигать гораздо более высокой точности и повторяемости позиционирования, чем ШВП. Еще одно преимущество в точности позиционирования обеспечивается энкодером. В то время как в шариковых винтах обычно используется поворотный энкодер, установленный на двигателе для обратной связи по позиционированию, в линейных двигателях для обратной связи по положению используется магнитная или оптическая линейная шкала. Линейная шкала измеряет положение груза, что дает более точные показания фактического положения. Для очень высокоточных применений эта более точная обратная связь по положению может означать разницу между деталью, соответствующей спецификации, и деталью, требующей доработки или брака.

Роторный линейный двигатель

В предыдущей статье мы обсуждали компромисс между скоростью и расстоянием перемещения в шарико-винтовых передачах. Это еще одна область, в которой линейные двигатели дают преимущество. Допустимая длина хода линейных двигателей теоретически не ограничена, при этом максимальный ход определяют другие компоненты системы — линейные подшипники, кабельная система и энкодеры. Аналогичным образом, максимальная скорость и ускорение линейных двигателей намного выше, чем у шариковинтовых двигателей, с типичными номинальными значениями скорости до 10 м/с и ускорением 10 g, при условии, что другие компоненты системы имеют правильные размеры и соответствуют этим спецификациям. Несмотря на ограничения, налагаемые другими компонентами системы, линейные двигатели по-прежнему превосходят ШВП в приложениях, требующих как большой длины хода, так и высокой скорости. Они также имеют то преимущество, что позволяют использовать каретки с независимым приводом (первичные части) на одной и той же вторичной детали. Это особенно полезно в некоторых упаковочных приложениях, где упаковываемый материал необходимо сжать перед помещением его в упаковочную среду (представьте себе подгузники, упакованные в полиэтиленовый пакет).

Факторы совокупной стоимости владения

Техническое обслуживание и надежность являются важными критериями при анализе совокупной стоимости владения, а линейные двигатели обеспечивают ряд преимуществ на протяжении всего срока службы системы. Во-первых, поскольку линейные двигатели не содержат механических движущихся частей, они сами по себе не требуют обслуживания. Только линейные опорные подшипники требуют периодической смазки, а многие подшипники теперь предлагаются с вариантами «долговременной» смазки или «смазки на весь срок службы». Отсутствие движущихся частей в системе привода также повышает надежность, поскольку отсутствуют тела качения, дорожки качения подшипников или уплотнения, которые со временем изнашиваются и требуют замены.

В любой линейной системе важно учитывать окружающую среду и необходимость использования уплотнений и защитных кожухов. Линейные двигатели не являются исключением, поскольку их сложнее изолировать и защитить, чем традиционные шарико-винтовые пары. Однако во многих случаях, если линейные подшипники надлежащим образом герметизированы для рабочей среды, линейные двигатели могут противостоять более агрессивному загрязнению, чем шариковые винты.

Для линейных двигателей более важным фактором окружающей среды является температура. Поскольку эпоксидная смола, используемая для герметизации катушек в линейном двигателе без железа, плохо рассеивает тепло, может потребоваться охлаждение – либо с помощью принудительного воздуха, либо воды – для поддержания приемлемой рабочей температуры как для двигателя, так и для монтажной конструкции. Некоторые производители используют эпоксидные смолы с высокой способностью рассеивания тепла, но важно проверить рассеивание тепла двигателем и влияние температуры на доступную силу двигателя.

Все больше отраслей и приложений требуют большой длины перемещения, высоких скоростей и высокой точности позиционирования. Хотя многие типы линейных систем могут соответствовать двум из этих трех критериев, линейные двигатели являются единственной технологией, которая может обеспечить все три без компромиссов. Поскольку пропускная способность и совокупная стоимость владения становятся решающими факторами при выборе технологии, конструкторы и OEM-производители все больше знакомятся с технологиями линейных двигателей и помогают им перейти из «ниши» в основной статус наряду с ремнями, реечными шестернями и даже шариковыми винтами.