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          直線電機的優缺點及應用注意事項

          時間:2022-03-03 23:12:48來源:上海奧茵紳機電科技有限公司

          導語:?隨著直線電機的誕生,傳統結構的空間被不斷擠壓,越來越多的場所被直線電機所占據。那么,是什么樣的“魅力”,能夠讓直線電機一躍成為行業的“新寵”,甚至風頭蓋過已經在市場上叱咤多年的絲桿模組呢?

            在直線電機出現以前,幾乎所有的直線運動不得不通過較為復雜的傳動機構,從而實現直線運動的功能。隨著直線電機的誕生,傳統結構的空間被不斷擠壓。在一些特殊環境下,比如在負載較大,且豎直運動等的工況下, 傳統的直線結構(主要為絲桿模組)依然發揮著不可替代的優異功能。除此之外,越來越多的場所被直線電機所占據。直線電機取代傳統機械結構,已然成為行業公認的一個趨勢,并且正在被越來越多的行業所認可。

            那么,是什么樣的“魅力”,能夠讓直線電機一躍成為行業的“新寵”,甚至風頭蓋過已經在市場上叱咤多年的絲桿模組呢?

            直線電機的應用優勢體現

            總結直線電機的應用優勢,大致上包括以下幾點:

            (1)在機械結構方面:直線電機擁有非常簡單的機械結構,在運動過程中沒有機械接觸,傳動力是在氣隙中產生,除了直線電機導軌以外沒有任何其它的摩擦。直線電機在運動過程中也無需經過中間轉換機構而直接產生直線運動,致使系統結構大大簡化的同時減少了運動慣量。

            (2)在運動控制方面:直線電機動態響應性能和定位精度大大提升,并且可以保證其可靠性。由于直線電機消除了影響精度的中間傳動環節,從而使系統的精度幾乎完全取決于位置檢測元件,在合適的反饋裝置下甚至可達亞微米級的精度。

            (3)在運行方面:直線電機行程在理論上是不受任何限制的,且性能不會因為行程的大小改變而受到影響。

            (4)在運動平穩方面:直線電機除了起支撐作用的直線導軌或氣浮軸承外,沒有其它機械連接或轉換裝置,從而使其在搭載高性能導軌的情況下,運行十分的平穩。

            (5)在加速度方面:直線電機可以提供很大的加速度, 以及很寬的速度運行范圍, 其加速度最大可以做到10G,運動速度可以從每秒幾微米到數米,尤其在高速狀態下其優勢更為顯著。

            (6)在機電維護方面:直線電機的維護簡單,由于部件少,運動時無機械接觸,從而大大降低了零部件的磨損,只需很少甚至無需維護,使用壽命更長。

            (7)在速度方面:直線電機適合高速直線運動,因為不存在離心力的約束, 普通材料亦可以達到較高的速度,通常情況下初、次級間用氣墊或磁墊保存間隙,運動時無機械接觸,運動部分也就無摩擦和噪聲,所以傳動零部件沒有磨損,可大大減小機械損耗,避免拖纜、鋼索、齒輪與皮帶輪等所造成的噪聲,從而提高整體效率。

            (8)在適應性方面:直線電機的初級鐵芯可以用環氧樹脂封成整體,具有較好的防腐、防潮性能,便于在潮濕、粉塵和有害氣體的環境中使用,而且可以設計成多種結構,滿足不同情況的需要。

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            直線電機應用的考量要點

            直線電機擁有自身無可比擬的優越性,但其自身的局限性存在以下缺點,從而導致在做設計選擇的時候,需要綜合考量,選擇優等配置,需要注意的選用考量點包括:

            (1)直線電機的耗電量大,尤其在進行高荷載、高加速度的運動時,電機的瞬間電流對設備的供電系統會帶來沉重負荷。

            (2)直線電機振動高也是其不可忽視的一個短板, 直線電機的動態剛性極低,不能起到緩沖阻尼作用,在高速運動時容易引起設備其它部分的共振,從而影響設備整體的性能。

            (3)直線電機發熱量大,固定在工作臺底部的直線電機動子是高發熱部件,如果安裝位置不利于自然散熱, 將會對設備的恒溫控制造成很大挑戰。

            (4)直線電機不能自鎖緊,為了保證操作安全,直線電機驅動的運動軸,尤其是垂直運動軸,必須要額外配備鎖緊機構,增加了設備的復雜性。

            小結

            眾所周知,直線電機的主要優點是高速度和高加速度,以機床為例,在機床加工過程中,加速度超過10m/ s2時,所節省的輔助時間,對整個加工過程的工時來說并沒有太大意義;只有在工時非常短的加工中,高加速度才有意義。也就是說,對于模具、風葉等單件復雜零件的切削加工,直線電機的優點并不明顯。

            基于以上原因,選擇發展直線電機的設備企業都采用揚長避短的手法, 一是將直線電機應用在面向大批量生產、定位運動多、方向頻繁轉變的場合, 如汽車零部件加工機床,快速原型機及半導體生產機等;二是用于荷載低、工藝范圍大的場合,例如電加工機床、等離子切割機、水切割機等。

            奧茵紳作為日本MECHATROLINK協會、CC-LinK 協會注冊會員,依托日本十多年研發經驗積累,在直線電機領域具有領先技術,在以上各種類型的直線電機生產, 以及應用方面具備豐富的技術經驗,廣泛服務于各大著名企業,同時,針對特殊用戶的需求,奧茵紳可提供非標設計、特殊定制等服務項目。


          標簽: 直線電機

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