Сызықтық қозғалтқыштарды әзірлеу және қолдану

Шетелде сызықтық қозғалтқыштардың дамуы

Даму тарихы

Сызықтық қозғалтқыштардың дамуының бастапқы нүктесі айналмалы қозғалтқыштардан әлдеқайда кеш емес. Әлемде айналмалы қозғалтқыштар пайда болғаннан кейін көп ұзамай сызықтық қозғалтқыштардың прототипі пайда болды. Дегенмен, сызықтық қозғалтқыштардың даму процесі қиын болды.

1845 жылы британдық Чарльз Уистоун әлемдегі алғашқы сызықтық қозғалтқышты ойлап тапты. Алайда, бұл сызықтық қозғалтқыштың ауа саңылауының шамадан тыс болуына байланысты тиімділігі өте төмен болды және табысқа жете алмады. 20 ғасырдың ортасына қарай басқару, электроника, материалдар және басқа да технологиялардың дамуы сызықтық қозғалтқыштарды әзірлеуге теориялық және техникалық қолдау көрсетті, ал сызықтық қозғалтқыштар дамудың жаңа кезеңіне аяқ басты. Ұлыбританиядан келген профессор Э.Р.Лайтвейт қазіргі заманғы сызықтық қозғалтқыштарды әзірлеуде пионер болды. Ол сызықтық қозғалтқыштардың іргелі зерттеулеріне баса назар аударды, ал оның басқарған зерттеу тобы көптеген маңызды нәтижелерге қол жеткізді. Тағы бір өкіл - Жапониядан келген профессор Казуо Ямада, ол сызықтық қозғалтқыштар туралы бірнеше кітаптардың авторы. 1970 жылдардан бастап сызықтық қозғалтқыштардың қолдану салалары кеңейе түсті, мысалы, автоматты плоттерлер, сұйық металл сорғылары (СМС), электромагниттік балғалар, жеңіл өнеркәсіптік машиналар, тұрмыстық техника, ауа компрессорлары және жартылай өткізгіш өндірістік жабдықтар және т.б. 1990 жылдардан кейін жоғары жылдамдықты өңдеу тұжырымдамасының ұсынысымен сызықтық қозғалтқыштар өңдеу орталықтарында қоректендіру жүйелері ретінде пайда бола бастады. Тікелей жетекпен қоректендіру жүйелерінің дәстүрлі қоректендіру жүйелерімен салыстыруға келмейтін артықшылықтары мен әлеуетіне байланысты, олар тағы да әртүрлі елдердің назарын аударды. Тиісті есептерге сәйкес, АҚШ-тың сызықтық қозғалтқыштары мен жетек блоктарының сатылымы 1997 жылы 45,53 миллион АҚШ долларын құрады және 2002 жылы 107,72 миллион АҚШ долларына жетеді деп күтілуде.

Электромеханикалық жүйе ретінде сызықтық қозғалтқыш механикалық құрылымды жеңілдетеді және электрлік басқаруды қиындатады, бұл қазіргі заманғы электромеханикалық технологияның даму үрдісіне сәйкес келеді.

АҚШ-тағы Anorad корпорациясы әлемге әйгілі сызықтық қозғалтқыштар өндірушісі болып табылады. Компания 1988 жылы щеткасыз тұрақты ток сызықтық қозғалтқыштарын шығарды және АҚШ-та патент алды. Компания негізінен әртүрлі салаларда кеңінен қолданылатын әртүрлі құрылымдар мен қуаттарға ие өнімдер сериясын құрайтын тұрақты магнитті синхронды сызықтық қозғалтқыштар шығарады.

Германиядағы Indramat компаниясы индукциялық сызықтық қозғалтқыштарды да, тұрақты магнитті сызықтық қозғалтқыштарды да шығарады, барлығы 50-ден астам модель бар. Тұрақты магнитті түрі жоғары тиімділікпен (1,72 Н/Вт дейін) және жоғары тарту тығыздығымен ерекшеленеді. Оның өнімінің жылдамдығы 600 м/мин-ге, ал тарту күші 22 кН-ға жетуі мүмкін екендігі хабарланады.

Сызықтық қозғалтқыштардың бағасын төмендету үшін Trilogy компаниясы сызықтық кодтау модулін (LEM) іске қосты. Ол қозғалтқыштың магнит өрісін жүріс бағытына тәуелсіз позиция туралы кері байланыс беру үшін пайдаланады. Ол қатал ортада жұмыс істей алады және толық жүріс сенсорларына ұқсас коммутация сигналдарын бере алады, ажыратымдылығы мен қайталану дәлдігі 5 мкм.

Басқа сызықтық қозғалтқыш өндірушілерінің өнімдерінің әрқайсысының өзіндік сипаттамалары бар. Толығырақ ақпарат алу үшін Лю Цзиньлинг және т.б. жазған «Жоғары жиілікті жауап беретін тұрақты ток сызықтық қозғалтқышын» қараңыз («Микро және арнайы қозғалтқыштар», 4-шығарылым, 1993 ж. жарияланған). Сызықтық қозғалтқыштарды жоғары жылдамдықты өңдеу орталықтарының және басқа да үлкен тактілі CNC станоктарының беру жүйелерінде станоктар мен өңдеу орталықтарында қолдану салыстырмалы түрде жақында пайда болды. Сызықтық қозғалтқыштармен жабдықталған станоктарда озық сандық басқару жүйелері, жоғары қаттылық және табиғи жиіліктер болуы керек, ал қозғалатын бөлшектердің массасы мүмкіндігінше аз болуы керек. Тек осылай ғана сызықтық қозғалтқыштардың мүмкіндіктерін толық пайдалануға болады. Сонымен қатар, станоктардағы тікелей жетек беру жүйесін жобалау кезінде салқындату және жылуды тарату мәселелерін де ескеру қажет. Сызықтық қозғалтқыштың ашық магнит өрісі чиптер мен әртүрлі ұнтақтардың тартылуына жол бермеу үшін магниттік оқшаулау және магнитке қарсы шараларды да қабылдау қажет. Сонымен қатар, сызықтық қозғалтқыштар қорғасын бұрандалар сияқты өздігінен құлыпталмайды. Егер қозғалтқыш тігінен орнатылса, теңгерімге қарсы салмақ және тежеу ​​сияқты факторларды да ескеру қажет.

1980 жылдардың ортасында Ford, Ingersoll және Anorad компанияларының ынтымақтастығы бастапқыда станоктарда сызықтық қозғалтқыштарды қолдануға мүмкіндік берді. Ford компаниясы өз станоктарының жоғары жылдамдықты, жоғары дәлдікті және өте икемді болуын үміттенеді. Ынтымақтастықтың нәтижесінде Ingersoll компаниясы Anorad тұрақты магнитті сызықтық қозғалтқыштары үш осьтің барлығына орнатылған «жоғары жылдамдықты модуль» HVM800 моделін іске қосты, бұл тамаша өнімділікке қол жеткізді.

1993 жылы неміс Ex-Cell-O компаниясы Германияның Ганновер қаласында өткен Еуропалық станоктар көрмесінде жұмыс үстеліндегі сызықтық қозғалтқышпен басқарылатын әлемдегі алғашқы жоғары жылдамдықты өңдеу орталығын, XHC240-ты көрсетті. Ол неміс Indramat компаниясы әзірлеген, осьтің максималды қозғалыс жылдамдығы 80 м/мин және үдеу 1 г дейін болатын индукциялық сызықтық қозғалтқышпен жабдықталған. Кейіннен көптеген өндірушілер сызықтық қозғалтқыштармен жабдықталған өңдеу орталықтарын бірінен соң бірі іске қосты. Статистикаға сәйкес, сызықтық қозғалтқыштарды пайдаланатын станоктардың сатылым көлемі 1997 жылы 300 бірлікті құрады, ал 2005 жылға қарай 3000 бірлікке дейін артады деп күтілуде. Он жылдан кейін CNC станоктарының 20%-ы сызықтық қозғалтқыштармен жабдықталады.

Кескіш станоктардан басқа, лазерлік кесу, плазмалық кесу және электр разрядты өңдеу жабдықтары сияқты басқа станоктар да сызықтық қозғалтқыштарды қолдана бастады.

Тұрмыстық сызықтық қозғалтқыштарды зерттеу жағдайы

Сызықтық қозғалтқыштарды зерттейтін көптеген отандық мекемелер болғанымен, негізінен сызықтық қозғалтқыштарды станоктар немесе өңдеу орталықтары үшін қоректендіру жүйесі ретінде зерттейтін үш университет бар. Гуандун технологиялық университеті негізінен «ультра жоғары жылдамдықты өңдеу және станок құралдарын зерттеу зертханасын» құрды, негізінен «ультра жоғары жылдамдықты электр шпиндельдерін» және «сызықтық қозғалтқыштарға арналған жоғары жылдамдықты қоректендіру блоктарын» зерттеп, әзірледі. Олар сызықтық асинхронды қозғалтқыштарды зерттеп, сызықтық қозғалтқыштарға арналған GD-3 жоғары жылдамдықты сандық басқару қоректендіру блогын жасады. Номиналды қоректендіру күші 2 кН, максималды қоректендіру жылдамдығы 100 м/мин, позициялау дәлдігі 0,004 мм және жүріс 800 мм. 1990 жылдардың аяғынан бастап Шэньян технологиялық университеті тұрақты магнитті сызықтық синхронды қозғалтқыштар бойынша зерттеулер жүргізіп келеді және 100 Н тарту күші бар прототип шығарды. Олардың зерттеулерінің тағы бір негізгі бағыты - электр қозғалтқыштары мен серво жүйелерді басқару әдістері және олар бұл туралы көптеген мақалалар жариялады. Цинхуа университетінің дәл аспаптар және механикалық инженерия кафедрасының Өндіріс инженериясы институты 5 мм-ге дейінгі жүріс жиілігі, 250 Гц-тен асатын кесу жиілігі және бірнеше жүз Ньютон тарту күші бар жоғары жиілікті тұрақты ток сызықтық қозғалтқышын сәтті жасап шығарды. Ол орташа дөңес поршеньді токарлық станоктың көлденең құралының қалған бөлігін басқару үшін қолданылады және нақты өңдеуде жақсы қолдану нәтижелеріне қол жеткізді. Қазіргі уақытта зерттеліп жатқаны - ұзын жүрісті тұрақты магнитті сызықтық сервоблок. Қозғалтқыштың номиналды тарту күші 1500 Н, максималды жылдамдығы 60 м/мин, жүктемесіз номиналды үдеу 1 г, ал жүрісі 600 мм.

Қытайда сызықтық қозғалтқыштарды, әсіресе станоктық қоректендіру жүйелеріндегі сызықтық серво қозғалтқыштарды зерттеу әлі де бастапқы кезеңде екенін атап өткен жөн. Зерттеушілер мен қаражаттың айтарлықтай жетіспеушілігі байқалады, ал ілгерілеу салыстырмалы түрде баяу. Шетелдермен арадағы алшақтық барған сайын кеңейіп келеді. Қазіргі уақытта зерттеулерді күшейту өте өзекті. Шетелдердің технологиялық монополиясын бұзу үшін технологиялық бақылауды тәуелсіз әзірлемелермен біріктіру жолын таңдау және негізгі және негізгі технологиялар бойынша зерттеулерді күшейту қажет.

Генератор жиынтығы туралы қосымша сұрақтарыңыз болса, Beidou Power командасына хабарласыңыз. Электр қуатын өндіру және сату саласындағы он жылдан астам кәсіби тәжірибе, сізге қызмет көрсетуге арналған кәсіби инженерлер тобы, Beidou Power компаниясын таңдау - сенімді болыңыз, зауытта тексеруден өтуге қуаныштымыз.