Lineaarne astmeline mootor, tuntud ka kuilineaarne astmeline mootor, on magnetiline rootori südamik, mis toimib staatori tekitatud pulseeriva elektromagnetväljaga suheldes, et tekitada pöörlemist. Mootori sees olev lineaarne samm-mootor muudab pöördliikumise lineaarseks liikumiseks. Lineaarsed samm-mootorid saavad teha lineaarset või lineaarset edasi-tagasi liikumist otse. Kui lineaarseks liikumiseks muundamiseks kasutatakse jõuallikana pöördmootorit, on vaja hammasrattaid, nukkvõlli konstruktsioone ja mehhanisme, näiteks rihmasid või juhtmeid. Lineaarsed samm-mootorid võeti esmakordselt kasutusele 1968. aastal ja järgmisel joonisel on näidatud mõned tüüpilised lineaarsed samm-mootorid.
Väliselt juhitavate lineaarmootorite põhiprintsiip
Välise ajamiga lineaarse astmemootori rootor on püsimagnet. Kui vool voolab läbi staatori mähise, tekitab staatori mähis vektoriaalse magnetvälja. See magnetväli paneb rootori pöörlema teatud nurga all, nii et rootori magnetväljapaari suund langeb kokku staatori magnetvälja suunaga. Kui staatori vektoriaalne magnetväli pöörleb nurga võrra, pöörleb ka rootor selle magnetväljaga teatud nurga all. Iga elektrilise impulsi sisendiga pöörleb elektriline rootor ühe nurga võrra ja liigub ühe sammu edasi. See annab nurknihke, mis on proportsionaalne sisendimpulsside arvuga, ja kiiruse, mis on proportsionaalne impulsi sagedusega. Mähise pingestamise järjekorra muutmine pöörab mootori ümber. Seega saab astmemootori pöörlemist juhtida, juhtides impulsside arvu, sagedust ja iga faasi mootori mähiste pingestamise järjekorda.
Mootor kasutab väljuva teljena kruvi ja väline ajamimutter on mootorist väljaspool kruviga haakunud, takistades kruvimutrite pöörlemist üksteise suhtes, saavutades seeläbi lineaarse liikumise. Tulemuseks on oluliselt lihtsustatud disain, mis võimaldab lineaarsete astmemootorite kasutamist otse täpse lineaarse liikumise saavutamiseks paljudes rakendustes ilma välise mehaanilise ühenduseta.
Väliselt juhitavate lineaarmootorite eelised
Täppis-lineaarsed kruvi-sammmootorid võivad silindreid asendadamõned rakendused, saavutades selliseid eeliseid nagu täpne positsioneerimine, reguleeritav kiirus ja suur täpsus. Lineaarseid kruvi-samm-mootoreid kasutatakse laias valikus rakendustes, sealhulgas tootmises, täppiskalibreerimisel, täppisvedeliku mõõtmisel, täpsel positsioneerimisel ja paljudes muudes valdkondades, kus on kõrged täpsusnõuded.
▲ Suur täpsus, korratav positsioneerimistäpsus kuni ±0,01 mm
Lineaarkruvi samm-mootor vähendab interpolatsiooni mahajäämuse probleemi lihtsa ülekandemehhanismi, positsioneerimistäpsuse, korduvuse ja absoluutse täpsuse tõttu. Seda on lihtsam saavutada kui "pöördmootor + kruvi". Lineaarkruvi samm-mootori tavalise kruvi korduvpositsioneerimistäpsus võib ulatuda ±0,05 mm-ni ja kuulkruvi korduvpositsioneerimistäpsus võib ulatuda ±0,01 mm-ni.
▲ Suur kiirus, kuni 300 m/min
Lineaarse kruviga astmemootori kiirus on 300 m/min ja kiirendus 10 g, samas kui kuulkruvi kiirus on 120 m/min ja kiirendus 1,5 g. Lineaarse kruviga astmemootori kiirus paraneb veelgi pärast kuumenemisprobleemi edukat lahendamist, samas kui "pöörleva" servomootori ja kuulkruvi kiirus on piiratud, kuid seda on raske rohkem parandada.
Pikk eluiga ja lihtne hooldus
Lineaarne kruvisamm-mootor sobib suure täpsusega tööks, kuna liikuvate ja fikseeritud osade vahel puudub kinnitusvahe tõttu kontakt ning liikurite kiire edasi-tagasi liikumise tõttu puudub kulumine. Kuulkruvi ei saa kiire edasi-tagasi liikumise täpsust garanteerida ning kiire hõõrdumine põhjustab kruvimutri kulumist, mis mõjutab liikumise täpsust ja ei suuda täita suure täpsuse nõudeid.
Välise ajami lineaarmootori valik
Lineaarliikumisega seotud toodete või lahenduste loomisel soovitame inseneridel keskenduda järgmistele punktidele.
1. Milline on süsteemi koormus?
Süsteemi koormus hõlmab staatilist ja dünaamilist koormust ning sageli määrab koormuse suurus mootori põhisuuruse.
Staatiline koormus: maksimaalne tõukejõud, mida kruvi talub puhkeolekus.
Dünaamiline koormus: maksimaalne tõukejõud, mida kruvi liikumise ajal talub.
2. Milline on mootori lineaarne pöörlemiskiirus?
Lineaarmootori töökiirus on tihedalt seotud kruvi tõusupikkusega, üks kruvipööre on üks mutri tõusupikkus. Madala kiiruse korral on soovitatav valida väiksema tõusupikkusega kruvi ja suure kiiruse korral suurem kruvi.
3. Milline on süsteemi täpsusnõue?
Kruvi täpsus: kruvi täpsust mõõdetakse üldiselt lineaarse täpsusega, st tegeliku ja teoreetilise käigu vahelise veaga pärast kruvi pöörlemist kibeda kuiva ringi jaoks.
Korduspositsioneerimise täpsus: korduspositsioneerimise täpsus on defineeritud kui süsteemi täpsus, mis võimaldab tal korduvalt jõuda määratud positsioonile ja on süsteemi oluline näitaja.
Lõtk: kruvi ja mutri lõtk puhkeasendis, kui kahe telje suhteline liikumisulatus on suur. Tööaja pikenedes suureneb ka lõtk kulumise tõttu. Lõtku saab kompenseerida või korrigeerida lõtku kõrvaldava mutriga. Kui on vaja kahesuunalist positsioneerimist, on lõtk oluline.
4. Muud valikud
Valikuprotsessis tuleb arvestada ka järgmiste küsimustega: kas lineaarse astmemootori kinnitus vastab mehaanilisele konstruktsioonile? Kuidas ühendate liikuva objekti mutriga? Milline on kruvivarda efektiivne käik? Millist tüüpi ajamit kasutatakse?
Postituse aeg: 16. november 2022