בניית מערכת תנועה ליניארית מוצלחת מתחילה בבחירת המפעיל המתאים. בין הגדלים, הטכנולוגיות והאיכויות השונות, קיימות מאות אפשרויות. הטריק הוא לבחור את המפעיל שיספק את התוצאות הטובות ביותר. למרבה המזל, זה לא קשה כפי שזה נשמע. דרישות היישום יצמצמו את מגוון פתרונות המפעיל האפשריים, ואילוצי הפרויקט יקבעו את ההתאמה הטובה ביותר.

התהליך מתחיל בבחינת סדרת הגורמים המרכזיים המפורטים כאן.

מְהִירוּת

מהירות היא גורם חשוב שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת מפעיל. למרות שמפעילים מסוג בורג הם רכיבים יעילים וחסכוניים, במהירויות גבוהות מאוד הם סובלים מתופעה המכונה "שוט בורג", שבה הבורג מתכופף החוצה כשהוא מסתובב. שוט בורג גורם לרעידות ולבלאי מוקדם.

הסף לסיבוב הבורג, הנקרא המהירות הקריטית, תלוי במידות ובחומר הבורג. ניתן לחשב את המהירות הקריטית באופן אנליטי באמצעות משוואות ידועות. אם המהירות גבוהה מדי לשימוש במפעיל מסוג בורג, יש לשקול מנוע ליניארי או מפעיל הנעת רצועה.

לִטעוֹן

חיוני שהמפעיל יהיה בגודל מתאים לעומס. ישנם מספר גורמים שיש לקחת בחשבון בעת ​​קביעת גודל קיבולת העומס: קיבולת העומס הרדיאלית של מיסבי ההנחיה, קיבולת המומנט של גררת התמיכה וקיבולת העומס הצירית של מיסבי התמיכה והבורג הכדורי. חשוב לבחור מפעיל שנועד להתמודד עם העומסים שמוצגים על ידי היישום.

תפיסה מוטעית נפוצה היא שרק קיבולת העומס חשובה, וקיבולת העומס מאפשרת לחשב את אורך חיי השירות של מפעיל תחת עומס נתון. עם זאת, יש לקחת בחשבון גורמים נוספים, כגון קשיחות המפעיל בכיווני עומס שונים. צוות התכנון עשוי להריץ חישובי עומס-סטייה כדי לקבוע האם המפעיל יפעל בהצלחה ביישום.

גורם נוסף שיש לקחת בחשבון הוא מיקום העומס. מסה הנחה על גבי גררה הנעה לאורך ציר המפעיל מכניסה כוחות שונים מאוד מעומס תלוי המפעיל מומנט התהפכות. יש לוודא שהמפעיל בגודל ונתמך כראוי.

יישומים אנכיים דורשים טיפול מיוחד כדי לשמור על מיקום העומס. עבור פרמטרי תכנון מסוימים, ברגי מוביל הם בעלי נעילה עצמית. משמעות הדבר היא שלא ניתן להניע אותם לאחור, גם במקרה של כשל במנוע. על מנת להבטיח שבורג הוא בעל נעילה עצמית, יעילות הבורג צריכה להיות מתחת ל-50%, כאשר היעילות היא פונקציה של זווית המוביל ומקדם החיכוך בין האום לבורג. לחלופין, מפעילי גלגל שיניים וגלגל שיניים יכולים גם הם לעבוד.

רצועות השתפרו באופן ניכר בשנים האחרונות. הן חזקות ומהונדסות בקפידה כך שהן אינן דורשות עוד מתיחות קבועה כפי שהיו פעם. הנעות רצועות הן בחירה טובה אם דרישות המהירות והמהלך חורגות ממה שבורג כדורי או בורג מוביל יכולים לספק. יש לנקוט משנה זהירות אם משתמשים בהנעת רצועה ביישום אנכי. מומלץ להשתמש במשקל נגד או בבלם לפי הצורך כדי להאט, לעצור ולתמוך בעומס לבטיחות.

אורך משיכה

הגורם הבא שיש לקחת בחשבון הוא אורך מהלך. מפעילים מבוססי בורג יעילים וניתן להשתמש בהם, במקרים מסוימים, למהלכים של עד 1.5 מטרים או יותר. יש לנקוט משנה זהירות במפעילים מונעי בורג בעלי מהלך ארוך מאוד שלא יחרגו מהמהירות הקריטית. עבור אורכי מהלך ארוכים, הנעות רצועות הן אפשרויות טובות יותר. הרצועות של היום עשויות מחומרים מהונדסים ביותר הדורשים תחזוקה מועטה. ניתן להשתמש בהן למרחקים של עד 15 מטרים.

אפשרות נוספת למהלכים ארוכים היא מנוע ליניארי. מנועים ליניאריים, שהם למעשה מנועי סרבו לא מגולגלים, מורכבים מכוח הנע לאורך מסילה קבועה של מגנט. בתיאוריה, המסילה יכולה להיות ארוכה ככל שירצו. מבחינה מעשית, מנועים ליניאריים מוגבלים הן על ידי הדרישה לספק מסילה ישרה ומיושרת בקפידה והן על ידי עלויות המגנטים. ניהול כבלי המנוע לאורך מהלכים ארוכים מאוד יכול גם הוא להיות אתגר.

הֲדִירוּת

לכל יישום יש דרישת חזרתיות. בחירה נכונה של מפעיל מספקת מערכת שלא רק תעמוד בדרישות אלו, אלא גם תעזור לפרויקט לעמוד ביעדי התקציב וזמן ההרכבה. מפעילים מסוג בורג מספקים חזרתיות בסדר גודל של ±0.0001 עד ±0.003 אינץ'. זאת בהשוואה ל-±0.002 עד ±0.010 אינץ' עבור הנעת רצועה.

הבחירה האופטימלית תלויה בצורכי היישום. הנעות רצועה אינן מתפקדות כמו מפעילים מסוג בורג, אך עבור יישום עם סבילות סלחניות יותר, הנעות רצועה יכולות להציע חיסכון משמעותי. עבור יישומים תובעניים יותר, מפעילים מנועים ליניאריים מציעים חזרתיות שיכולה להיות תת-מיקרון.

מחזור עבודה

למחזור העבודה יש ​​השפעה גדולה על חיי הציוד. חשוב לבחור מפעיל ליניארי שיכול לעמוד בדרישות היישום. ברגי מובילים, לדוגמה, מבוססים על מגע הזזה - בדרך כלל נירוסטה לפלסטיק (ישנן אפשרויות רבות זמינות בהתאם ליישום). זה גורם לבלאי משמעותי לאורך חיי המכשיר. כתוצאה מכך, יש להימנע משימוש בברגי מובילים אם יש לכם יישום משולב של עומס גבוה ומחזור עבודה גבוה.

במקום זאת, בחרו במפעיל בורג כדורי מחזורי. למכשירים אלה יש חיכוך גלגול, לא חיכוך הזזה, כך שהם מחזיקים מעמד זמן רב יותר ואורך החיים צפוי יותר.כדורים עלולים להינזק, במיוחד בעומסים גבוהים. עבור יישומים שאינם יכולים לסבול כשל, נסו בורג גליל פלנטרי. התקנים אלה מפזרים משקל כדי למזער בלאי, מה שהופך אותם למתאימים ליישומים צבאיים ותעופה, בין היתר. עבור יישומים בתקציב נמוך, הנעת רצועה עשויה גם היא להתאים.

סְבִיבָה

לסביבת ההפעלה של היישום יש גם השפעה על בחירת המפעיל. בסביבת חדר נקי, יש להימנע ממפעילי בורג מובילים. המגע בין מתכת לפלסטיק מייצר חלקיקים שיפגעו בדירוג החדר הנקי.

לעומת זאת, סביבות מלוכלכות במיוחד עלולות לגרום נזק למפעילים. במפעילים בסגנון מוט, הבורג אטום בתוך המארז. כתוצאה מכך, מפעילים בסגנון מוט בטוחים למדי בסביבות עם זיהום ונוזלים. במפעילים ללא מוט, העומס מונח על גררה שחייבת להתחבר לבורג, מה שעלול לחשוף את המפעיל לזיהום..

כתוצאה מכך, מפעילים ללא מוט זקוקים לתנאים מיוחדים, בין אם טכנולוגיית הבסיס היא מפעיל מסוג בורג או מנוע ליניארי. חפשו רכיבים עם דירוג IP. שקלו להתקין את החריץ כלפי מטה כדי להפחית חדירת חלקיקים. שימו לב שסיכה יכולה ללכוד ולשמור חלקיקים ולגרום נזק למשטחים לאורך זמן.

גורם נוסף שיש לקחת בחשבון בנוגע לסביבה הוא כמות השטח הזמין. המפעיל הטוב ביותר בעולם הוא חסר תועלת אם הוא לא יתאים למעטפה שלפנינו. ציינו את המפעילים בשלב מוקדם בשלב התכנון כדי לוודא שיש מספיק מקום. עבדו בשיתוף פעולה הדוק עם הספק שלכם כדי לנצל את כל הגורמים שיכולים לספק את המאפיינים הדרושים לכם בצורה קומפקטית.

תַקצִיב

חשוב תמיד לזכור את יעדי התמחור. מנועים ליניאריים הם היקרים ביותר, ואחריהם מפעילים מסוג בורג (בורג פלנטרי, בורג כדורי ובורג מוביל). הנעות רצועה הן הכלכליות ביותר.

הנדסה תמיד כרוכה בפשרות. הרשימה לעיל היא דוגמה ראשונה בבחירת מפעיל. עבור כל יישום נתון, אילוצים מיוחדים עשויים לגרום לכך שתקציב הוא בעל עדיפות גדולה יותר מביצועים, למשל, או שמחזור עבודה חשוב יותר ממהירות. התחילו בתהליך הגדרת המפעיל מוקדם ככל האפשר בשלב התכנון. נסו לעבוד עם רכיבים סטנדרטיים. אם אף אחד מאלה אינו עונה על הצרכים שלכם, שוחחו עם הספק שלכם על פיתוח מוצר מותאם אישית שיבצע את העבודה.