הנה כמה שאלות שעל מהנדסים ומעצבים לשאול לפני בחירת מפעילים ליניאריים.

למעצבים שמתכוננים לבחור מפעיל ליניארי עבור מכשיר או מכונה ספציפיים, צריכה להיות רשימה של שאלות מוכנה לשאול ספקים ויצרנים של התקנים אלה.רשימות אלו מכילות בדרך כלל שאלות נפוצות (שאלות נפוצות), ורוב החברות המוכרות מפעילים ערוכים להן.אבל הספקים האלה, במקרים רבים, מצפים מהקונים הפוטנציאליים לשאול שאלות אחרות, אולי בוחנות וחושפניות יותר: מה שנקרא שאלות נדירות (iFAQs).

להלן צמד שאלות שעל מהנדסים לשאול כאשר שוקלים לציין מפעילים ליניאריים.

ש. אני צריך מהירות ודיוק לאורך ארוך.באיזה סוג מפעיל עלי להשתמש?

ת. זו שאלה חכמה לשאול.מהנדסי תכנון רבים מעריכים יתר על המידה עד כמה המנועים והמפעילים המסורתיים מדויקים במהלך ריצות נסיעה ארוכות.הם מאמינים בטעות שאם המפעיל עובד טוב לריצות קצרות, הוא יעבוד באותה מידה בריצות ארוכות.למרות שסוגים רבים של מערכות ליניאריות עונים על שתיים משלוש הדרישות שהמהנדסים רוצים בדרך כלל (אורך נסיעה ארוך, מהירות גבוהה ודיוק מיקום גבוה), מפעילי מנוע ליניאריים הם היחידים שמספקים את שלושתם ללא פשרות.הם משמשים לעתים קרובות בייצור מוליכים למחצה, בדיקת מוצרי אלקטרוניקה, יישומים רפואיים ומדעי החיים, כלי מכונות, הדפסה ואריזה.

כדי לספק מעט רקע, הבה נגדיר מנועים ליניאריים.בעיקרו של דבר, מנוע ליניארי הוא מנוע סיבובי שנפרק והונח בצורה שטוחה.זה מאפשר למנוע להתחבר ישירות לעומס הליניארי.לעומת זאת, עיצובים אחרים משתמשים במנוע סיבובי ומצמידים אותו באמצעות מכניקה, מה שעלול להכניס רעש, אובדן יעילות ואי דיוקים אחרים.מנועים לינאריים נוטים גם להיות בעלי מהירויות מקסימליות גבוהות יותר בהשוואה לברגים כדוריים באותו אורך נסיעה.

שלושה סוגים עיקריים של מנועים לינאריים משמשים כיום.הראשון הוא ליבת הברזל, שיש לו סלילים כרוכים סביב שיניים העשויים מחומרים ברזליים ועטופים בלמינציה.למנועים אלה יש את הכוח הגבוה ביותר לכל גודל והעברת חום טובה, ובדרך כלל הם הזולים ביותר.עם זאת, ברזל במנוע מוביל להגברת גלגלי השיניים (מומנט הנובע מאינטראקציות בין המגנטים של המנוע), ולכן הם לרוב מעט פחות מדויקים מהסוג השני, מנועים ליניאריים ללא ברזל.

כפי שהשם מרמז, למנועים ליניאריים ללא ברזל אין ברזל בפנים.הכוח הוא בעצם צלחת אפוקסי שבה הוכנסו סלילי נחושת פצועים בחוזקה.הוא מחליק בין שתי שורות של מגנטים זה מול זה.(זה ידוע גם כדרך מגנטית עם ערוץ U.) פס מרווח בצד אחד של המגנטים מקשר אותם יחד.היתרונות העיקריים של מנועים ללא ברזל הם כוחות משיכה נמוכים יותר וללא גלגל שיניים.זה גורם להם להיות מדויקים יותר מאשר מנועי ברזל.עם זאת, שתי שורות של מגנטים מייקרות יחידות ללא ברזל מאשר גרסאות ברזל.גם ניהול העברת החום יכול להיות קשה, לכן חשוב להבין מוקדם אם אפליקציה מסוימת תסתכן בהתחממות יתר.המנועים החדשים ביותר ללא ברזל כוללים סלילים חופפים המספקים יותר מגע פני השטח לפיזור חום.עיצוב זה גם מאפשר למנוע צפיפות כוח גבוהה יותר.

הסוג השלישי והאחרון הם מנועים ליניאריים ללא חריצים, שהם בעצם היברידיות משני הסוגים הראשונים.למנוע נטול חריצים יש שורה אחת של מגנטים כמו ליבת הברזל, מה שעוזר לשמור על מחיר נמוך יותר.ברזל אחורי למינציה מבטיח העברת חום טובה, כמו גם כוחות משיכה נמוכים יותר ומנועי ברזל.מנועים ללא חריצים מציעים גם את היתרון של פרופיל גובה נמוך יותר מאשר ללא ברזל בנוסף למחירם הנמוך יותר.עבור מעצבים שמתעדפים לשמור על רכיבים במכונות שלהם קטנים ככל האפשר, כל מילימטר של שטח שנחסך יכול להיות מכריע.

ש. כיצד אוכל לדעת אם מפעיל נתון מתאים לשימוש בסביבה ספציפית?

ת. לעתים קרובות מדי, מהנדסי תכנון בוחרים מפעילים בבידוד ואינם שוקלים היכן ישמשו אותם.למפעילים ליניאריים יש חלקים נעים קריטיים שפועלים כראוי רק בסביבות שעבורן הם תוכננו ויוצרו.שימוש במפעיל ליניארי לא מתאים עלול לגרום לבעיות החל מפעולה לא נכונה ועד נזק בלתי הפיך למפעיל עצמו.עבור יישומים "מלוכלכים", כגון כלי חיתוך שמשליך חלקיקים וגרוטאות, המפעיל ידרוש איטום ומיגון כדי להגן עליו מפני מזהמים.

מנקודת מבט הפוכה, מפעיל ללא ההגנה המתאימה יכול להכניס זיהום לסביבה נקייה, ולסכן את היישום.בלאי רגיל יגרום לשלבים ליניאריים ליצור חלקיקים לאורך זמן.חדרים נקיים או סביבות ואקום מוגבלים לעתים קרובות לשימוש בציוד שאינו משחרר חלקיקים כלשהם, ולכן חיוני עבור מפעילים המשמשים בסביבות אלה שהם מצוידים באטמים ומגנים כדי למנוע כניסת חלקיקים לסביבה.חלק מהתקנים מכניים המספקים תנועה ליניארית, כמו בעיבוד מוליכים למחצה, מזיזים רק מיקרונים בכל פעם, כך שאפילו כמות הזיהום הקטנה ביותר יכולה להתפשר ולהרוס אפליקציה.

אטמים ומגנים מגנים על רכיבים קריטיים מפני חשיפה לסביבות קשות, ומאפשרים למפעילים ליניאריים לפעול כפי שתוכננו לבצע.עבור סביבות נקיות, אטמים ומגנים מגנים על סביבת היישום מפני מזהמים אפשריים שנוצרו על ידי המפעיל - לא המפעיל עצמו.בנוסף לאטמים ומגנים, ניתן לעצב מפעילים ליניאריים מותאמים אישית עם יציאות לחץ חיובי המנקות מזהמים בתוך היחידה, תוך שמירה על הביצועים ומחזור החיים במקסימום.

יש לקחת בחשבון מגוון גורמים סביבתיים בעת בחירת מפעילים ליניאריים.אלה כוללים טמפרטורות סביבה, נוכחות של לחות, חשיפה לכימיקלים וגזים (מלבד אוויר בחדר), קרינה, רמת לחץ האוויר (עבור יישומים המבוצעים בוואקום), ניקיון וציוד קרוב.לדוגמה, האם יש ציוד בסביבה שיכול להעביר רעידות שישפיעו על הביצועים של הבמה הליניארית?

דירוג הגנת Ingress Protection (IP) של שלב ליניארי, המסופק בדרך כלל במפרטיו, מציין אם יש לו את ההגנה המתאימה מסביבות ספציפיות.דירוגי IP הם רמות מוגדרות של יעילות אטימות המתחם מפני חדירת גופים זרים (אבק ולכלוך) ורמות שונות של לחות.

דירוגי המתחם לובשים צורה של "IP-" ואחריו שתי ספרות.הספרה הראשונה מציינת את מידת ההגנה מפני חלקים נעים וגופים זרים.הספרה השנייה מזהה את רמת ההגנה מפני חשיפה לרמות שונות של לחות (מטפטופים ועד תרסיסים ועד שקיעה מוחלטת).

הקדשת זמן לבדוק את דירוג ה-IP של מפעיל בשלב מוקדם בתהליך הבחירה מציעה דרך מהירה וקלה לחסל יחידות שאינן מתאימות לסביבה.לדוגמה, מפעיל בעל דירוג IP30 אינו מציע הגנה מפני רטיבות, אך הוא ימנע חפצים בגודל אצבע.אם הגנת לחות חיונית, חפש מפעיל בעל דירוג גבוה יותר, כגון IP54, המגן על אבק והתזות מים.עם זאת, מפעילים ללא חדירה או הגנה מפני לחות יכולים להציע חלופות חסכוניות עבור סביבות שבהן מזהמים אינם מהווים דאגה.