盡管直線電機(jī)已在半導(dǎo)體和電子應(yīng)用中使用了十多年,但它們?nèi)员灰暈椤袄碑a(chǎn)品。 但是,隨著越來越多的行業(yè)將直線電機(jī)用作包裝,組裝和零件裝載應(yīng)用中的滾珠絲杠的替代品,人們對直線電機(jī)作為昂貴的解決方案的獨特看法正在逐漸改變。
在過去的十年中,盡管直線電機(jī)技術(shù)的成本下降了,但在直線電機(jī)和滾珠絲杠之間進(jìn)行選擇時,必須同時考慮應(yīng)用程序的性能要求以及機(jī)器或系統(tǒng)使用壽命內(nèi)的總擁有成本。 以下是在滾珠絲杠和直線電機(jī)之間進(jìn)行比較和選擇時要考慮的一些關(guān)鍵參數(shù)。

直線電機(jī)本質(zhì)上是“徑向剖開,并展成平面而成”伺服電動機(jī),其中帶有永磁體的轉(zhuǎn)子成為固定部分(也稱為次級),而定子則成為運動部分(也稱為初級或力),帶有由環(huán)氧樹脂封裝的線圈。 直線電機(jī)最公認(rèn)的優(yōu)點是沒有運動部件,這使它們比滾珠絲杠具有更高的定位精度和可重復(fù)性。 編碼器提供了定位精度的另一個好處。 滾珠絲杠通常使用安裝在電動機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器來進(jìn)行位置反饋,而直線電機(jī)則使用磁或光學(xué)線性標(biāo)尺進(jìn)行位置反饋。 線性刻度尺測量負(fù)載下的位置,從而可以更準(zhǔn)確地讀取實際位置。對于非常高精度的應(yīng)用,這種更精確的位置反饋可以表示滿足規(guī)格的零件與需要返工或報廢的零件之間的差異。
在滾珠絲杠應(yīng)用中速度和行程距離之間的折衷選擇,是直線電機(jī)提供優(yōu)勢的另一個領(lǐng)域。直線電機(jī)允許的行程長度在理論上是不受限制的,系統(tǒng)的其他組件–線性軸承,電纜管理和編碼器–決定了最大行程。同樣,只要正確選擇其他系統(tǒng)組件的尺寸來滿足這些規(guī)格,直線電機(jī)的最大速度和加速度就遠(yuǎn)高于滾珠絲杠,其典型額定值為10 m / s的速度和10 g的加速度。盡管系統(tǒng)的其他組件施加了限制,但是在需要長行程和高速度的應(yīng)用中,直線電機(jī)仍勝過滾珠絲杠。它們還具有允許在同一次級部件上獨立驅(qū)動小車(初級)的優(yōu)勢。這在某些包裝應(yīng)用中特別有用,在這些應(yīng)用中,要包裝的材料在插入包裝介質(zhì)之前需要先進(jìn)行壓縮,例如,將尿布包裝在塑料袋中。

所有權(quán)因素的總成本,維護(hù)和可靠性是總體擁有成本分析中的重要標(biāo)準(zhǔn),并且線性電動機(jī)在系統(tǒng)的整個使用壽命中具有多種優(yōu)勢。 首先,由于它們不包含機(jī)械運動部件,因此直線電機(jī)本身不需要維護(hù)。 只有線性支撐軸承需要定期潤滑,現(xiàn)在許多軸承都提供“長期”潤滑或“終生潤滑”選項。 驅(qū)動系統(tǒng)中沒有活動部件,因此還提高了可靠性,因為沒有滾動元件,軸承滾道或密封件會隨著時間的流逝而磨損并需要更換。
對于任何線性系統(tǒng),重要的是要考慮環(huán)境以及對密封件和保護(hù)蓋的需求。 直線電機(jī)也不例外,因為與傳統(tǒng)的滾珠絲杠組件相比,它們更難以封裝和保護(hù)。 但是,在很多情況下,只要為工作環(huán)境適當(dāng)密封直線軸承,直線電機(jī)比滾珠絲杠就可以承受更大的腐蝕性。
對于直線電機(jī),更關(guān)鍵的環(huán)境因素是溫度。 由于用于在無鐵線性電動機(jī)中封裝線圈的環(huán)氧樹脂不易散熱,因此可能需要通過強(qiáng)制空氣或水進(jìn)行冷卻,以保持電動機(jī)和安裝結(jié)構(gòu)的可接受的工作溫度。 一些制造商使用具有高散熱能力的環(huán)氧樹脂,但是檢查電動機(jī)的散熱以及溫度對電動機(jī)可用力的影響非常重要。
越來越多的行業(yè)和應(yīng)用要求長行程,高速度和高定位精度。 雖然許多類型的線性系統(tǒng)都可以滿足這三個標(biāo)準(zhǔn)中的兩個,但是直線電機(jī)是唯一可以同時滿足這三個條件的技術(shù)。 隨著吞吐量和總擁有成本成為技術(shù)選擇的決定性因素,技術(shù)員們越來越熟悉直線電機(jī)技術(shù),并幫助他們從“小眾市場”發(fā)展到主流地位,以及皮帶,齒條和小齒輪,甚至滾珠絲杠。



