Tässä on pari kysymystä, jotka insinöörien ja suunnittelijoiden tulisi kysyä ennen lineaarikaramoottoreiden valitsemista.

Suunnittelijoilla, jotka valmistautuvat valitsemaan lineaarista karamoottoria tietylle laitteelle tai koneelle, tulisi olla valmiina lista kysymyksiä, joita he voivat esittää kyseisten laitteiden toimittajille ja valmistajille. Nämä listat sisältävät yleensä usein kysyttyjä kysymyksiä (FAQ), ja useimmat karamoottoreita myyvät yritykset ovat varautuneet niihin. Mutta nämä toimittajat usein odottavat potentiaalisten ostajien esittävän muita, kenties syvällisempiä ja paljastavampia kysymyksiä: niin sanottuja usein kysyttyjä kysymyksiä (iFAQ).

Tässä on pari kysymystä, jotka insinöörien tulisi kysyä lineaaritoimilaitteiden suunnittelua harkitessaan.

K. Tarvitsen nopeutta ja tarkkuutta pitkällä matkalla. Minkä tyyppistä toimilaitetta minun pitäisi käyttää?

A. Se on fiksu kysymys. Monet suunnittelijat yliarvioivat perinteisten moottoreiden ja toimilaitteiden tarkkuuden pitkillä matkoilla. He virheellisesti uskovat, että jos toimilaite toimii hyvin lyhyillä matkoilla, se toimii yhtä hyvin myös pitkillä matkoilla. Vaikka monet lineaarijärjestelmät täyttävät kaksi kolmesta insinöörien tyypillisesti asettamasta vaatimuksesta (pitkät liikeradat, suuri nopeus ja korkea paikannustarkkuus), lineaarimoottoritoimilaitteet ovat ainoat, jotka tarjoavat kaikki kolme tinkimättä. Niitä käytetään usein puolijohdevalmistuksessa, kulutuselektroniikan tarkastustyössä, lääketieteen ja biotieteiden sovelluksissa, työstökoneissa, paino- ja pakkaussovelluksissa.

Taustaksi määritellään lineaarimoottorit. Lineaarimoottori on pohjimmiltaan pyörivä moottori, joka on kierretty auki ja asetettu vaakatasoon. Se antaa moottorin kytkeytyä suoraan lineaarikuormaan. Sitä vastoin toisissa malleissa käytetään pyörivää moottoria ja kytketään se mekaniikan avulla, mikä voi aiheuttaa välystä, hyötysuhdehäviöitä ja muita epätarkkuuksia. Lineaarimoottoreilla on myös yleensä suuremmat maksiminopeudet verrattuna saman liikepituuden omaaviin kuularuuveihin.

Nykyään käytetään kolmenlaisia ​​lineaarimoottoreita. Ensimmäinen on rautasydän, jossa kelat on kierretty rautapitoisista materiaaleista valmistettujen hampaiden ympärille ja päällystetty laminaatilla. Näillä moottoreilla on suurin voima kokoonsa nähden ja hyvä lämmönsiirto, ja ne ovat yleensä edullisimpia. Moottorin rauta kuitenkin lisää hakkuita (vääntömomentti moottorin magneettien välisten vuorovaikutusten vuoksi), joten ne ovat usein jonkin verran epätarkempia kuin toisen tyypin, raudattomat lineaarimoottorit.

Kuten nimestä voi päätellä, raudattomissa lineaarimoottoreissa ei ole sisällä rautaa. Paine on pohjimmiltaan epoksilevy, johon on asetettu tiiviisti kierretyt kuparikäämit. Se liukuu kahden vastakkain olevan magneettirivin välissä. (Tätä kutsutaan myös U-kanavaiseksi magneettireitiksi.) Magneettien toisella puolella oleva välipalkki yhdistää ne toisiinsa. Raudattomien moottoreiden tärkeimmät edut ovat pienemmät vetovoimat ja hakkereiden puuttuminen. Tämä tekee niistä tarkempia kuin rautaytimiset moottorit. Kaksi riviä magneetteja tekee raudattomista yksiköistä kuitenkin kalliimpia kuin rautaytimiset versiot. Lämmönsiirron hallinta voi myös olla vaikeaa, joten on tärkeää ymmärtää varhaisessa vaiheessa, onko tietyssä sovelluksessa ylikuumenemisriski. Uusimmissa raudattomissa moottoreissa on päällekkäiset käämit, jotka tarjoavat enemmän pintakosketusta lämmönpoistoa varten. Tämä rakenne mahdollistaa myös moottorin suuremman voimatiheyden.

Kolmas ja viimeinen tyyppi ovat urottomat lineaarimoottorit, jotka ovat pohjimmiltaan kahden ensimmäisen tyypin hybridejä. Urattomassa moottorissa on yksi magneettirivi kuten rautasydämessä, mikä auttaa pitämään sen hinnan alhaisena. Laminoitu takarauta varmistaa hyvän lämmönsiirron sekä pienemmät vetovoimat ja haaroittumat kuin rautasydämismoottoreissa. Urattomat moottorit tarjoavat myös matalamman profiilin edun kuin raudattomat moottorit alhaisemman hinnan lisäksi. Suunnittelijoille, jotka priorisoivat koneidensa komponenttien pitämistä mahdollisimman pieninä, jokainen säästetty millimetri tilasta voi olla ratkaisevan tärkeä.

K. Mistä tiedän, sopiiko tietty toimilaite käytettäväksi tietyssä ympäristössä?

A. Suunnitteluinsinöörit valitsevat toimilaitteet aivan liian usein erikseen eivätkä ota huomioon, missä niitä käytetään. Lineaarisissa toimilaitteissa on kriittisiä liikkuvia osia, jotka toimivat oikein vain niissä ympäristöissä, joihin ne on suunniteltu ja valmistettu. Väärän lineaarisen toimilaitteen käyttö voi aiheuttaa ongelmia aina virheellisestä toiminnasta aina korjaamattomiin vaurioihin itse toimilaitteelle. "Likaisissa" sovelluksissa, kuten hiukkasia ja romua irrottavassa leikkaustyökalussa, toimilaite vaatii tiivistyksen ja suojauksen epäpuhtauksilta suojaamiseksi.

Päinvastaisesta näkökulmasta katsottuna toimilaite, jossa ei ole asianmukaista suojausta, voi tuoda kontaminaatiota puhtaaseen ympäristöön ja vaarantaa sovelluksen toiminnan. Normaali kuluminen aiheuttaa lineaarivaiheiden hiukkasten muodostumista ajan myötä. Puhdastilat tai tyhjiöympäristöt rajoittuvat usein laitteiden käyttöön, jotka eivät vapauta hiukkasia, joten on erittäin tärkeää, että näissä ympäristöissä käytettävät toimilaitteet on varustettu tiivisteillä ja suojilla, jotka estävät hiukkasten pääsyn ympäristöön. Jotkut lineaarista liikettä tarjoavat mekaaniset laitteet, kuten puolijohdeteollisuudessa, liikkuvat vain mikroneja kerrallaan, joten pieninkin kontaminaatiomäärä voi vaarantaa ja pilata sovelluksen toiminnan.

Tiivisteet ja suojat suojaavat kriittisiä komponentteja ankarilta olosuhteilta, jolloin lineaaritoimilaitteet voivat toimia suunnitellulla tavalla. Puhtaissa ympäristöissä tiivisteet ja suojat suojaavat sovelluksen ympäristöä toimilaitteen – eivät itse toimilaitteen – aiheuttamilta mahdollisilta epäpuhtauksilta. Tiivisteiden ja suojien lisäksi räätälöityihin lineaaritoimilaitteisiin voidaan suunnitella ylipaineportit, jotka poistavat epäpuhtaudet yksikön sisältä pitäen suorituskyvyn ja käyttöiän mahdollisimman korkealla.

Lineaarikaramoottoreita valittaessa on otettava huomioon useita ympäristötekijöitä. Näitä ovat ympäristön lämpötila, kosteus, altistuminen kemikaaleille ja kaasuille (muille kuin huoneilma), säteily, ilmanpaineen taso (tyhjiössä suoritettavissa sovelluksissa), puhtaus ja lähellä olevat laitteet. Onko esimerkiksi lähellä laitteita, jotka voisivat siirtää tärinää, joka vaikuttaisi lineaaripöydän suorituskykyyn?

Lineaarisen näyttämön IP-luokitus (ingress Protection), joka tyypillisesti ilmoitetaan sen teknisissä tiedoissa, osoittaa, onko se asianmukaisesti suojattu tietyiltä ympäristöiltä. IP-luokitukset ovat määriteltyjä tasoja kotelon tiivisteiden tehokkuudelle vieraiden esineiden (pölyn ja lian) ja erilaisten kosteustasojen tunkeutumista vastaan.

Kotelointiluokka on muotoa ”IP-”, jota seuraa kaksi numeroa. Ensimmäinen numero osoittaa suojausasteen liikkuvia osia ja vieraita esineitä vastaan. Toinen numero osoittaa suojaustason eri kosteustasoille altistumista vastaan ​​(tippuvedestä roiskeisiin ja täydelliseen upotukseen).

Toimilaitteen IP-luokituksen tarkistaminen jo valintaprosessin alkuvaiheessa tarjoaa nopean ja helpon tavan karsia pois ympäristöön sopimattomat yksiköt. Esimerkiksi IP30-luokituksen omaava toimilaite ei tarjoa suojaa kosteutta vastaan, mutta se pitää sormenkokoiset esineet loitolla. Jos kosteussuojaus on välttämätöntä, etsi toimilaite, jolla on korkeampi luokitus, kuten IP54, joka suojaa pölyltä ja vesiroiskeilta. Toimilaitteet, joissa ei ole tunkeutumis- tai kosteussuojausta, voivat kuitenkin tarjota taloudellisia vaihtoehtoja ympäristöihin, joissa epäpuhtaudet eivät ole ongelma.