「直线电机选择」什么时候应该选择直线电机和滚珠丝杆？

尽管无铁直线电机已经在半导体和电子应用领域应用了十多年，但许多设计师和原始设备制造商仍将其视为“利基”产品。但是，随着越来越多的行业在包装、装配和零件加载应用中采用线性电机作为滚珠丝杠的替代品，直线电机作为独特应用的昂贵解决方案的看法正在慢慢改变。虽然直线电机技术的成本在过去十年中有所下降，但直线电机和滚珠丝杠之间的选择必须同时考虑到应用程序的性能要求和机器或系统寿命期间的总体拥有成本。以下是比较和选择滚珠丝杠和直线电机时需要考虑的一些关键参数。

 

 

直线电机应用

 

使用直线电机具有高动态运动，适用于要求苛刻的工业应用。

 

 

 

 

 

直线电机的优势

 

直线电机本质上是一个“展开”的伺服电机，其中带有永久磁铁的转子成为静止部件（也称为次级部件），定子成为运动部件（也称为初级部件或力部件），线圈由环氧树脂包裹。直线电机最公认的优点是没有运动部件，这使其能够实现比滚珠丝杠更高的定位精度和重复性。编码器还提供了定位精度方面的另一个好处。滚珠丝杠通常使用安装在电机上的旋转编码器进行定位反馈，而直线电机则使用磁性或光学线性刻度进行位置反馈。线性刻度测量负载位置，从而更准确地读取实际位置。对于非常高精度的应用，这种更精确的位置反馈可能意味着符合规格的零件与需要返工或报废的零件之间的差异。

 

 

 

 

 

直线电电机和滚珠丝杆区别

 

 

 

直线电机VS滚珠丝杠

 

 

 

直线电机提供优势的一个领域。理论上，直线电机的允许行程长度是不受限制的，系统的其他部件（直线轴承、电缆管理和编码器）决定了最大行程。同样，直线电机的最大速度和加速度远高于滚珠丝杠的最大速度和加速度，只要其他系统部件的尺寸符合这些规范，典型额定速度可达10 m/s，加速度为10 g。尽管该系统的其他部件施加了限制，但在需要长行程和高速度的应用中，直线电机仍然优于滚珠丝杠。它们还具有允许独立驾驶的车厢（主要）位于同一次要部分的优势。这在一些包装应用中特别有用，在将要包装的材料插入包装介质之前需要对其进行压缩（想想塑料袋中包装的尿布）。

 

 

 

总拥有成本因素

 

维护和可靠性是总体拥有成本分析中的重要标准，直线电机在系统寿命中提供了若干好处。首先，由于直线电机不包含机械运动部件，因此直线电机本身不需要维护。只有线性支撑轴承需要定期润滑，许多轴承现在提供“长期”润滑或“终身润滑”选项。传动系统中没有运动部件也提高了可靠性，因为没有滚动元件、轴承滚道或密封件会随着时间的推移而磨损并需要更换。

 

 

 

对于任何线性系统，必须考虑环境和密封和保护盖的需要。直线电机也不例外，因为它们比传统的滚珠丝杠组件更难封闭和保护。然而，在许多情况下，只要线性轴承在工作环境中适当密封，线性电机就可以承受比滚珠丝杠更严重的污染。

 

 

 

对于直线电机来说，温度是最关键的环境因素。由于用于将线圈封装在无铁直线电机中的环氧树脂不容易散热，因此可能需要通过强制空气或水进行冷却，以保持电机和安装结构的可接受工作温度。一些制造商使用具有高散热能力的环氧树脂，但检查电机的散热情况以及温度对电机可用力的影响是很重要的。

 

 

 

越来越多的行业和应用要求长行程、高速度和高定位精度。虽然许多类型的线性系统可以满足这三个标准中的两个，但直线电机是唯一可以提供这三个标准而不妥协的技术。随着吞吐量和总拥有成本成为技术选择的决定因素，设计师和原始设备制造商越来越熟悉直线电机技术，并帮助他们从“利基”转向主流地位，以及皮带、机架和小齿轮，甚至滚珠丝杠。