Линейный двигатель нового поколения
Приводы подачи всех современных станков для обработки металлов с ЧПУ, в том числе и электроэрозионных (ЭЭ), построены по традиционной схеме. В одном из типов станков ЭЭ передвижение рабочего органа РО осуществляется двигателем постоянного тока через ременную передачу на ходовой винт. Шариковая гайка (соединенная с РО пружинами противоударного механизма) преобразует вращение винта в продольное передвижение РО.
Более надежные и современные устройства для приведения в действие механизмов изготавливаются без ременной передачи. В этих приводах двигатель переменного тока с высоким крутящим моментом напрямую подключен к ходовому винту.
Недостатки линейных двигателей нового поколения
Недостатки данных видов приводов весьма очевидны:
- большое количество промежуточных элементов от источника энергии РО;
- огромная инерционность элементов, особенно для больших машин;
- наличие пробелов в передающих устройствах;
- трение в различных сопрягаемых деталях;
- температурные и упругие деформации почти всех передающих звеньев;
- истирание связующих элементов во время пользования и потеря исходной точности;
- недочеты в шаге ходового винта и накопленные ошибки по длине.
Архаичность рассматриваемых приводов уже давно очевидна, и передовые конструкторские мысли уже много лет работают над тем, чтобы радикально заменить стандартные приводы в металлообрабатывающем оборудовании другими, более совершенными. Как говорится, все гениальное – просто. И таким гениальным решением было использование линейных двигателей в качестве приводов подач станков.
Принцип действия линейного двигателя
Принцип линейного двигателя не является новым, поскольку прототипом ЛД является простейшая электромагнитная система, которая состоит из металлического магнита-сердечника и обмотки статора. Когда на обмотку подается ток определенной полярности, сердечник почти мгновенно перемещается в ту или иную сторону. Изменение полярности сигнала на обмотку приведет к обратному ходу сердечника. Стоит отметить, что промежуточных элементов от источника энергии к РО нет, передача энергии осуществляется через воздушный зазор, вращать ничего не нужно, сразу можно выполнить основную задачу – продольное движение РО.
На рассмотренном принципе уже не первый год работают все элементы электроавтоматики, электрических тормозных систем, систем защиты, специального оборудования ударного типа и т. д. Многолетний опыт работы с электромагнитными системами наглядно продемонстрировал их удивительные преимущества: поразительная простота конструкции и применения, почти мгновенное отключение, моментальный обратный ход, сверхбыстрое срабатывание, значительные усилия, а также простота настройки. Однако не хватало только одного – способности регулировать скорость PО в электромагнитной системе, обеспечивая тем самым регулируемое поступательное движение PO (сердечника). А без этой возможности было бы невозможно использовать электромагнитный привод (несмотря на его гениальность) в качестве движителя в оборудовании.
