Linjär stegmotor, även känd somlinjär stegmotor, är en magnetisk rotorkärna som genom att interagera med det pulserande elektromagnetiska fältet som genereras av statorn producerar rotation, omvandlar en linjär stegmotor inuti motorn rotationsrörelse till linjär rörelse. Linjära stegmotorer kan utföra linjär rörelse eller linjär fram- och återgående rörelse direkt. Om en rotationsmotor används som kraftkälla för att omvandla till linjär rörelse krävs kugghjul, kamstrukturer och mekanismer som remmar eller vajrar. Den första introduktionen av linjära stegmotorer var 1968, och följande figur visar några typiska linjära stegmotorer.
Grundprincip för externt drivna linjärmotorer
Rotorn i en externt driven linjär stegmotor är en permanentmagnet. När ström flyter genom statorlindningen genererar statorlindningen ett vektormagnetfält. Detta magnetfält driver rotorn att rotera i en viss vinkel, så att riktningen på rotorns magnetfältpar sammanfaller med riktningen på statorns magnetfält. När statorns vektormagnetfält roterar med en vinkel roterar även rotorn i en vinkel med detta magnetfält. För varje elektrisk pulsingång roterar den elektriska rotorn med en vinkel och rör sig ett steg framåt. Den matar ut en vinkelförskjutning proportionell mot antalet inkommande pulser och en hastighet proportionell mot pulsfrekvensen. Genom att ändra ordningen för lindningens aktivering reverseras motorns rotation. Således kan stegmotorns rotation styras genom att styra antalet pulser, frekvensen och ordningen för aktivering av motorlindningarna för varje fas.
Motorn använder en skruv som utgående axel, och en extern drivmutter är i ingrepp med skruven utanför motorn, vilket på ett sätt förhindrar att skruvmuttrarna vrids i förhållande till varandra, vilket uppnår linjär rörelse. Resultatet är en kraftigt förenklad design som möjliggör användning av linjära stegmotorer direkt för exakt linjär rörelse i många tillämpningar utan installation av en extern mekanisk länk.
Fördelar med externt drivna linjärmotorer
Precisionslinjära skruvstegmotorer kan ersätta cylindrar ivissa applikationer, vilket uppnår fördelar som exakt positionering, kontrollerbar hastighet och hög noggrannhet. Linjära skruvstegmotorer används i en mängd olika tillämpningar, inklusive tillverkning, precisionskalibrering, precisionsvätskemätning, exakt positionsrörelse och många andra områden med höga precisionskrav.
▲Hög precision, repeterbar positioneringsnoggrannhet upp till ±0,01 mm
Linjär skruvstegmotor minskar problemet med interpoleringsfördröjning tack vare den enkla transmissionsmekanismen, positioneringsnoggrannheten, repeterbarheten och den absoluta noggrannheten. Det är enklare att uppnå än med "roterande motor + skruv". Repeterpositioneringsnoggrannheten för den vanliga skruven i den linjära skruvstegmotorn kan nå ±0,05 mm, och repeterpositioneringsnoggrannheten för kulskruven kan nå ±0,01 mm.
▲ Hög hastighet, upp till 300 m/min
Hastigheten för den linjära skruvstegmotorn är 300 m/min och accelerationen är 10 g, medan hastigheten för kulskruven är 120 m/min och accelerationen är 1,5 g. Och hastigheten för den linjära skruvstegmotorn kommer att förbättras ytterligare efter att värmeproblemet framgångsrikt har lösts, medan rotationshastigheten för "servomotorn" och kulskruven är begränsad i hastighet, men det är svårt att förbättra ytterligare.
Hög livslängd och enkelt underhåll
Den linjära skruvstegmotorn är lämplig för hög precision eftersom det inte finns någon kontakt mellan de rörliga delarna och de fasta delarna på grund av monteringsgapet och inget slitage på grund av den höghastighets fram- och återgående rörelsen hos motorerna. Kulskruven kan inte garantera noggrannheten i den höghastighets fram- och återgående rörelsen, och höghastighetsfriktionen kommer att orsaka slitage på skruvmuttern, vilket kommer att påverka rörelsens noggrannhet och inte kan uppfylla kraven på hög precision.
Val av linjärmotor med extern drivning
När man tillverkar produkter eller lösningar relaterade till linjär rörelse föreslår vi att ingenjörer fokuserar på följande punkter.
1. Vilken är systemets belastning?
Systemets belastning inkluderar statisk belastning och dynamisk belastning, och ofta avgör belastningens storlek motorns grundstorlek.
Statisk belastning: den maximala dragkraft som skruven kan motstå i vila.
Dynamisk belastning: den maximala dragkraft som skruven kan motstå när den är i rörelse.
2. Vad är motorns linjära körhastighet?
Linjärmotorns hastighet är nära relaterad till skruvens stigning, ett varv för skruven är en stigning för muttern. För låg hastighet är det lämpligt att välja en skruv med mindre stigning, och för hög hastighet är det lämpligt att välja en större skruv.
3. Vilka är systemets noggrannhetskrav?
Skruvnoggrannhet: skruvens noggrannhet mäts generellt med linjär noggrannhet, dvs. felet mellan den faktiska rörelsen och den teoretiska rörelsen efter att skruven roterat i en bitter torr cirkel.
Noggrannhet vid upprepad positionering: noggrannhet vid upprepad positionering definieras som systemets noggrannhet för att kunna nå den angivna positionen upprepade gånger, vilket är en viktig indikator för systemet.
Glapp: Glapp mellan skruven och muttern i vila när de två axiella rörelserna är relativa. Allt eftersom arbetstiden ökar kommer även glappet att öka på grund av slitage. Kompensation eller korrigering av glapp kan uppnås med hjälp av en mutter för att eliminera glapp. När dubbelriktad positionering krävs är glapp ett problem.
4. Andra val
Följande frågor måste också beaktas i urvalsprocessen: Är monteringen av den linjära stegmotorn i enlighet med den mekaniska konstruktionen? Hur kommer du att ansluta det rörliga objektet till muttern? Vilken är skruvstångens effektiva slaglängd? Vilken typ av drivning kommer att matchas?
Publiceringstid: 16 november 2022