Lineārais soļu motors, pazīstams arī kālineārs soļu motors, ir magnētisks rotora kodols, kas mijiedarbojas ar statora ģenerēto pulsējošo elektromagnētisko lauku, lai radītu rotāciju, lineārais soļu motors motora iekšpusē pārveido rotācijas kustību lineārā kustībā. Lineārie soļu motori var tieši veikt lineāru kustību vai lineāru virzuļkustību. Ja rotācijas motors tiek izmantots kā enerģijas avots, lai pārveidotu lineārā kustībā, ir nepieciešami zobrati, sadales vārpstas konstrukcijas un mehānismi, piemēram, siksnas vai vadi. Pirmo reizi lineārie soļu motori tika ieviesti 1968. gadā, un nākamajā attēlā parādīti daži tipiski lineārie soļu motori.
Ārēji vadāmu lineāro motoru pamatprincips
Ārēji vadāma lineāra soļu motora rotors ir pastāvīgais magnēts. Kad strāva plūst caur statora tinumu, statora tinums ģenerē vektora magnētisko lauku. Šis magnētiskais lauks liek rotoru griezties noteiktā leņķī, lai rotora magnētisko lauku pāra virziens sakristu ar statora magnētiskā lauka virzienu. Kad statora vektora magnētiskais lauks griežas par noteiktu leņķi. Arī rotors griežas leņķī ar šo magnētisko lauku. Katram elektriskā impulsa ieejai elektriskais rotors pagriežas par vienu leņķi un pārvietojas par vienu soli uz priekšu. Tas rada leņķisko nobīdi, kas ir proporcionāla ieejas impulsu skaitam, un ātrumu, kas ir proporcionāls impulsa frekvencei. Mainot tinuma enerģijas pieslēgšanas secību, motors tiek apgriezts. Tātad soļu motora rotāciju var kontrolēt, kontrolējot impulsu skaitu, frekvenci un katras fāzes motora tinumu enerģijas pieslēgšanas secību.
Motors kā izejošo asi izmanto skrūvi, un ārējs piedziņas uzgrieznis ir savienots ar skrūvi ārpus motora, nedaudz novēršot skrūvju uzgriežņu pagriešanos viens pret otru, tādējādi panākot lineāru kustību. Rezultāts ir ievērojami vienkāršota konstrukcija, kas ļauj daudzos pielietojumos tieši izmantot lineāros soļu motorus precīzai lineārai kustībai bez ārējas mehāniskas saites uzstādīšanas.
Ārēji vadāmu lineāro motoru priekšrocības
Precīzi lineārie skrūvju soļu motori var aizstāt cilindrusdažas lietojumprogrammas, sasniedzot tādas priekšrocības kā precīza pozicionēšana, kontrolējams ātrums un augsta precizitāte. Lineārie skrūvju soļu motori tiek izmantoti plašā pielietojumu klāstā, tostarp ražošanā, precīzā kalibrēšanā, precīzā šķidruma mērīšanā, precīzā pozīcijas kustībā un daudzās citās jomās ar augstām precizitātes prasībām.
▲Augsta precizitāte, atkārtojama pozicionēšanas precizitāte līdz ±0,01 mm
Lineārais skrūves pakāpiena motors samazina interpolācijas aiztures problēmu, pateicoties vienkāršam transmisijas mehānismam, pozicionēšanas precizitātei, atkārtojamībai un absolūtai precizitātei. To ir vieglāk sasniegt nekā "rotācijas motoru + skrūvi". Lineārā skrūves pakāpiena motora parastās skrūves atkārtotas pozicionēšanas precizitāte var sasniegt ±0,05 mm, un lodīšu skrūves atkārtotas pozicionēšanas precizitāte var sasniegt ±0,01 mm.
▲ Liels ātrums, līdz 300 m/min
Lineārā skrūves pakāpiena motora ātrums ir 300 m/min un paātrinājums ir 10 g, savukārt lodveida skrūves ātrums ir 120 m/min un paātrinājums ir 1,5 g. Pēc veiksmīgas karstuma problēmas atrisināšanas lineārā skrūves pakāpiena motora ātrums tiks vēl vairāk uzlabots, savukārt "rotācijas" servomotora un lodveida skrūves ātrums ir ierobežots, taču to ir grūti uzlabot.
Augsts kalpošanas laiks un vienkārša apkope
Lineārais skrūvpakāpju motors ir piemērots augstas precizitātes nodrošināšanai, jo montāžas spraugas dēļ nav saskares starp kustīgajām daļām un fiksētajām daļām, un kustību lielā ātruma virzuļkustības dēļ nav nodiluma. Lodīšu skrūve nevar garantēt precizitāti lielā ātrumā virzuļkustībā, un lielā ātruma berze izraisīs skrūves uzgriežņa nodilumu, kas ietekmēs kustības precizitāti un nevarēs apmierināt augstas precizitātes prasības.
Ārējā piedziņas lineārā motora izvēle
Izstrādājot ar lineāru kustību saistītus produktus vai risinājumus, mēs iesakām inženieriem pievērsties šādiem punktiem.
1. Kāda ir sistēmas slodze?
Sistēmas slodze ietver statisko slodzi un dinamisko slodzi, un bieži vien slodzes lielums nosaka motora pamata izmēru.
Statiskā slodze: maksimālā slodze, ko skrūve var izturēt miera stāvoklī.
Dinamiskā slodze: maksimālā slodze, ko skrūve var izturēt kustības laikā.
2. Kāds ir motora lineārais griešanās ātrums?
Lineārā motora darbības ātrums ir cieši saistīts ar skrūves vadīšanas attālumu, viens skrūves apgrieziens ir viens uzgriežņa vadīšanas attālums. Mazam ātrumam ieteicams izvēlēties skrūvi ar mazāku vadīšanas attālumu, bet lielam ātrumam - lielāku skrūvi.
3. Kāda ir sistēmas precizitātes prasība?
Skrūves precizitāte: skrūves precizitāti parasti mēra ar lineāro precizitāti, t.i., kļūdu starp faktisko gājienu un teorētisko gājienu pēc skrūves griešanās rūgtā sausā aplī.
Atkārtotas pozicionēšanas precizitāte: atkārtotas pozicionēšanas precizitāte ir definēta kā sistēmas precizitāte, lai tā spētu atkārtoti sasniegt norādīto pozīciju, kas ir svarīgs sistēmas rādītājs.
Brīvkustība: skrūves un uzgriežņa brīvkustība miera stāvoklī, kad abas aksiālās skrūves ir savstarpēji relatīvi kustīgas. Palielinoties darba laikam, brīvkustība palielināsies nodiluma dēļ. Brīvkustību var kompensēt vai koriģēt, novēršot brīvkustību. Ja nepieciešama divvirzienu pozicionēšana, brīvkustība ir problēma.
4. Citas izvēles
Izvēles procesā jāņem vērā arī šādi jautājumi: Vai lineārā soļu motora stiprinājums atbilst mehāniskajam projektam? Kā kustīgais objekts tiks savienots ar uzgriezni? Kāds ir skrūves stieņa efektīvais gājiens? Kāda veida piedziņa tiks saskaņota?
Publicēšanas laiks: 2022. gada 16. novembris