Линейное движение — это область управления движением, охватывающая несколько технологий, включая линейные двигатели, линейные приводы, а также линейные направляющие качения и подшипники и т. д.

Линейные двигатели — точный вариант

Традиционные линейные двигатели по сути являются роторным двигателем с постоянными магнитами, развернутым и уложенным на плоскость. Это как если бы статор и ротор были разрезаны по радиальной плоскости, а затем развернуты так, чтобы они могли обеспечить линейную тягу. Когда неподвижная часть двигателя находится под напряжением, это вызывает движение в подвижной части, которая содержит какой-то проводящий материал.

Преимущества линейного двигателя включают в себя высокую скорость и малое время отклика, высокую точность и жесткость, а также отсутствие люфта за счет отсутствия механических компонентов трансмиссии.

С другой стороны, линейные двигатели могут быть дороже других традиционных решений. Они также требуют лучшего отклика от контроллеров, например, увеличенной пропускной способности и более высоких скоростей обновления. Линейные двигатели также обычно не могут производить столько же силы, сколько некоторые другие типы решений, например, шариковые винты. Другой проблемой может быть нагрев из-за потерь I2R, что может потребовать специальных мер по охлаждению.

Выбор наилучшего линейного двигателя для конкретного применения требует учета ряда факторов, включая силовые и тепловые факторы, нагрузки на подшипники, а также требования к пространству и зазорам.

Ранние линейные двигатели были цилиндрическими. В этих двигателях форсун имеет цилиндрическую конструкцию и движется вверх и вниз по цилиндрическому стержню, в котором размещены магниты. Линейные двигатели с U-образным каналом имеют две параллельные магнитные дорожки, обращенные друг к другу, с форсункой между пластинами. Форсунку поддерживает магнитная дорожка с помощью системы подшипников. Наконец, существуют линейные двигатели плоского типа, которые могут быть одного из трех различных типов: безпазовый ironless, безпазовый iron и щелевой iron.

Линейные приводы — интегрированные установки с традиционными компонентами движения

Линейные приводы по сути производят линейное движение. Иногда первичный источник движения является нелинейным или вращательным, например, двигатель. В этом случае некоторые другие механические средства, такие как ремни, шкивы, цепи или другие механические компоненты, преобразуют вращательное движение в линейное движение. Другие типы линейных приводов производят линейное движение самостоятельно, например, посредством давления жидкости (гидравлического или воздушного). Обычные линейные приводы включают механические, электромеханические, гидравлические, пневматические и пьезоэлектрические.

Линейный привод с вращающимся источником обычно использует электродвигатель для обеспечения входной энергии. Этот привод может использовать ходовой винт для преобразования вращательного движения двигателя в прямолинейное движение.

Оптимальное соответствие для приложения зависит от таких факторов, как требуемая выходная мощность, размер и требования к мощности. При выборе линейного привода следует учитывать несколько важных факторов. Во-первых, необходимо определить ход или длину требуемого движения. Затем, какое усилие требуется от привода? То есть, каков вес объекта, который привод должен будет перемещать? Как будет установлен привод — горизонтально или вертикально?

Линейные приводы широко используются как в промышленных приложениях, таких как оборудование для обработки материалов и робототехника, так и в повседневных потребительских приложениях, таких как бытовая техника, а также в компьютерном оборудовании, таком как печатающие головки и сканеры.

Направляющие линейного движения — для гибкости проектирования OEM

Линейные направляющие качения сами по себе не являются приводами, а механическим компонентом, который направляет линейное движение, которое может быть рельсом или валом, соединенным с каким-либо типом исполнительного устройства. Направляющие качения для приложений линейного движения могут помочь уменьшить трение в машинах. Они используются в различных областях, начиная от современных устройств для производства полупроводников и заканчивая крупными станками или строительным оборудованием.

Линейные направляющие качения выпускаются в различных формах, включая линейные направляющие и линейные роликовые направляющие, рельсовые направляющие и направляющие на основе шариковых шлицевых валов.

Важные соображения при выборе направляющей линейного движения включают нагрузку, статическую нагрузку, ход и скорость, а также желаемую точность и аккуратность. Предварительная нагрузка также может потребоваться в зависимости от требований применения. Смазка является еще одним важным соображением, как и любой метод минимизации загрязнения системы линейного направления от факторов окружающей среды, таких как пыль и другие загрязняющие вещества, с использованием сильфонов или специальных уплотнений.