LINEÁRNÍ MOTORY. Typ Type Typ T y p e L1S L1SK L2SK L3S L3SK LTSK LNS Úvod. v problémech technického rázu : větší rychlost posuvu;

Transkript

1 1. Obcně 1.1. Úvod LINEÁRNÍ MOTORY K vlkému rozvoji výrob a k praktickému uplatnění linárních motorů a pohonů došlo až v posldních dsti ltch,přstož princip jjich konstrukc jsou znám stjně dlouhou dobu jako u strojů rotačních.dřív zůstávalo u patntů,u výrob prototpů nbo stavb tchnických spcialit.důvod j třba hldat jdnak v konomii linární motor,zjména s dlší drahou,j dražší nž motor rotační srovnatlného výkonujdnak v problémch tchnického rázu : L2S T p zachcní rlativně vlké přítažné síl mzi primárním a skundárním dílm; uspořádání mchanického vdní; přívod nrgi do pohblivé části. Jdním z důvodů rozvoj lin.motorů j nalzní pohonu,pro něhož j charaktristická : K větší dnamika a širší rozsah rgulac; větší rchlost posuvu; všší přsnost polohování. Možnosti klasických rotačních motorů s mchanickým přvodm z pohbu rotačního na pohb linární jsou totiž v řadě průmslových odvětví vužíván na mzi dnamik danou strvačnými hmotami a na mzi přsnosti dané mchanickými vůlmi a postupným opotřbním.další důvod rozmachu výrob linárních motorů jsou : tchnický vývoj, cnová dostupnost výkonové lktronik (měničů kmitočtu, číslicových rgulátorů),zpětnovazbných čidl a přdvším prmanntních magntů,zjména tpu Nd-F-B Konstrukc motorů Linární motor si můžm přdstavit jako klasický snchronní nbo asnchronní motor rozvinutý do rovin tak, jak j ukázáno na obrázku. Obr.1. Statorm j u linárních motorů zpravidla označován primární díl (část) a rotorm skundární díl (část). Primární část j tvořna stjně jako u klasických strojů fromagntickým svazkm složným z lktrotchnických plchů a trojfázového vinutí uložného v jho drážkách.u snchronních motorů j proti primárnímu dílu konstrukčně uspořádána skundární část tvořná prmanntními magnt z vzácných zmin (např.nd-f-b),ktré jsou nalpn na oclovou podložku.u asnchronní vrz j skundární díl tvořn klcí nakrátko uložnou buď do drážk fromagntického svazku,nbo alspoň připvněnou na oclovou podložku poháněného zařízní.skundární díl tvoří zpravidla dlší část stroj.o tom,ktrá část linárního motoru s bud pohbovat rozhoduj konstrukc poháněného zařízní. V naprosté většině konstrukcí s pohbuj primární část po dráz tvořné libovolným počtm skundárních dílů.toto uspořádání ovšm vžaduj pohblivý napájcí kabl,kabl snímač poloh a j-li použito vodní chlazní,také pohblivý přívod a odvod chladicí kapalin. Základní princip linárního motoru má řadu obměn.něktré z nich s vsktují v našm výrobním programu a jsou popsán níž. 1

2 1.3. Příslušnství linárních motorů Základní prvk linárního pohonu jsou vlastní motor a napájcí zdroj. K těmto základním částm přistupují jště mchanické vdní,přídavné chladič,zabzpčovací prvk. Protož naprostou většinu pohonů tvoří pohon rgulované,patří k pohonu jště i řídicí sstém skládající s njméně z rgulátorů a snímač poloh T p L2S K Něktré z uvdných částí patří přímo poháněnému zařízní a plní současně několik funkcí např. mchanického vdní,odměřovacího sstému (čidla poloh)a zabzpčovacích prvků jako mchanických dorazů, koncových spínačů funkčních i havarijních, mchanických krtů. Většinou jsou linární motor dodáván jako vstavné díl a spolčně s příslušnstvím pohonu tvoří stavbnici Mchanické vdní Mchanické vdní musí splňovat dvě základní podmínk - statickou a dnamickou únosnost a požadovanou rchlost posuvu. Orintačně lz uvést násldující doporuční pro volbu mchanického vdní: kluzné kovové ploch s smkovým třním jsou vhodné pro rchlosti do 0,5 m.s-1 ; kuličková pouzdra s smkovým třním vhovují rchlosti do 1 m.s-1 ; linární ložiska kuličková nbo válčková s valivým třním umožňují rchlosti posuvu do 10 m.s -1 ; kramické kluzné ploch nascné např. tflonm dovolují rchlosti do 20 m.s-1 ; vzduchová ložiska a lvitační sstém jsou určn pro rchlosti až do 100 m.s-1 ; njnovější litratura uvádí možnou posuvnou rchlost až do 140 m.s-1 ; Odměřovací sstém Odměřovací sstém jsou z naprosté většin inkrmntální a pracují na rluktančním,magntickém nbo fotolktrickém principu. Rluktanční a magntické snímač jsou tvořn snímací magntickou hlavičkou a nosným páskm požadované délk s tnkou záznamovou vrstvou nsoucí informac o poloz (magntickou mřížku). Optické snímač njmodrnější konstrukc mají na nosném kovovém pásku vpálný sstém rsk s roztčí 20µm nbo 40µm. Snímací hlavička s skládá z světlného (lasrového) zdroj, snímací optické soustav, zaměřné na signál odražný od pásku,a lktronického tvarovacího obvodu Řídící sstém rgulátor Téměř výhradně s používají rgulátor číslicové. Uspořádání tří zpětných vazb - vnitřní proudové,střdní rchlostní a vnější polohové - j již pravidlm. V něktrých případch bývá do obvodu vložna jště rgulac zrchlní a jsou také přidán filtr (pásmové propusti)pro zlpšní mchanické stabilit pohonu. Základním 7 prvkm rgulačního obvodu j procsor s vsokou oprační rchlostí (až 10 instrukcí za skundu) a intrpolátor. Komunikac mzi řídicím sstémm a lin. motorm j obousměrná. Motor npřijímá řídící instrukc sstému jn pasivně,al pomocí různých čidl jj také informuj o svém stavu. Kromě již zmíněné poloh a uvdného proudu j možno snímat i napětí, tplotu, signalizovat přtížní, vpadní z snchronismu, ztrátu stabilit rgulac apod. V litratuř s pro pohon řízné tímto způsobm užívá trmín intligntní pohon. 2. Výrobní program linárních motorů VUES Brno a.s. Výrobní program linárních motorů VUES Brno a.s. j zaměřn přdvším na produkci tří vrzí snchronních lin. motorů. Zabývá s ovšm také výrobou asnchronních linárních motorů nbo i spciálních snchronních tubulárních motorů (viz níž) Snchronní linární motor Jdná s o trojfázové snchronní motor s vinutím rozložným na primární části buzné prmanntními magnt tpu Nd-F-B s špičkovými magntickými paramtr,jž jsou součástí skundární části (viz obrázk). 2

3 Motor jsou uzpůsobn pro napájní z vktorově řízných měničů kmitočtu.za výrobní standard jsou považován motor napájné z měničů, jjichž napětí mzilhlého obvodu j 120, 330, 560 VDC. Na objdnávku lz vinutí linárních motorů vrobit ipro napájní z měničů o jiných napětích mzilhlého obvodu. L2S T p K L2S K Obr.2. Jak j naznačno na obrázku č.2 rozlišujm dvě základní konstrukc v třch vrzích linárních snchronních motorů :jdnoduchou,nazvanou (vrz 1), L2S (vrz2), (vrz3), a konstrukci s intgrovaným chladičm,označnou (vrz1), (vrz2)čik (vrz3). *Poznámka :Pro jdnoduchost budm jdnotlivé konstrukc všch tří vrzí souhrně označovat jako LXS a LXSK,kd X j číslo vrz. Primární díl j kompaktní clk s vinutím imagntickým obvodm zalitým do umělé hmot.v případě konstrukc LXSK*j spolčně s vinutím a magntickým obvodm navíc zalita i spciální konstrukc vodního chladič.skundární díl lz skládat do potřbné délk posuvu.magnt jsou chráněn přd mchanickým poškozním a přd vliv prostřdí tím,ž jsou zalit do umělé hmot. V základním provdní jsou linární motor nabízn jako vstavné s škálou doplňků (přídavné vodní chladič,tplně izolační dsk )., - standardní provdní v vlikostch o síl 50 až N a rchlostí posuvu od 0,01 mm/s do 15 m/s; L2S, - kompaktní provdní v vlikostch o síl 50 až N,rchlostí posuvu od 0,01 mm/s do 15 m/s a modulu šířk aktivní ploch 20 mm ;, K - kompaktní provdní v vlikostch o síl 50 až N,rchlostí posuvu od 0,01 mm/s do 15 m/s a modulu šířk aktivní ploch 25 mm. 3

4 2.2. Asnchronní linární motor Linární motor řad pracují na principu asnchronního stroj. Oproti snchronnímu provdní linárních motorů s vznačují jdnodušším a lvnějším skundárním dílm,ktrý tvoří klc nakrátko. Klc nakrátko tvoří buď vinutí uložné do drážk,nbo hliníkový (měděný)pás připvněný na oclové podložc. Druhý T p L2S způsob provdní skundárního dílu lz výhodně vužít v dopravnících, průmslových manipulátorch, podavačích,pohonch posuvných bran,dvří,závor a podobně. Další výhodou pro tto nnáročné pohon j možnost přímého napájní z standardní rozvodné sítě 3 x 400 V /50 Hz bz nutnosti použití měnič kmitočtu. - vrábí s v vlikostch o síl 100 až 300 N. K 2.3. Tubulární linární motor Pohon s tubulárními linárními motor jsou určn zjména pro přsné přísuv vvrtávacích automatů dsk tištěných spojů,kd motor nsou vsokootáčková vvrtávací vřtna, přísuv obráběcích strojů, přísuv hlavic osazovacích automatů, rgulované pohon vntilů, šoupátk apod. Skládají s z pvné primární části válcového tvaru,obsahující vinutí intnzivně chlazné vodou,a vnější pohblivé části,tvořné oclovou objímkou s prmanntními magnt. Rotačně smtrické uspořádání stroj kompnzuj přítažné magntické síl mzi primárním a skundárním dílm tak,ž s npřnášjí na poháněné zařízní. Výhodou tohoto motoru j absnc pulsací tažné síl. - vrábí s v vlikostch o síl 300 až 1200 N,zdvihu 25 až 265 mm a v provdní buď vstavném, nbo s vlastní kostrou z tažného hliníkového profilu Snchronní linární motor s primární části bz fromagntických matriálů Primární díl těchto motorů nobsahují fromagntické matriál. Vznačují s přdvším nízkou hmotností, absncí pulsací tažné síl,praktick nulovými přítažnými silami mzi primárním a skundárním dílm a vsokou fktivitou. Dík těmto vlastnostm j lz výhodně použít v aplikacích náročných na rchlost posuvu, akclraci,přsnost a nízkou hmotnost pohonu. - vrábí s v vlikostch o síl 10 až 50 N. 3. Všobcné tchnické a provozní podmínk motorů 3.1. Chlazní linárních motorů Primární díl: řada LXS* : IC40 tj. přirozné chlazní povrchm motoru řada S : IC40 tj. přirozné chlazní povrchm motoru řada : IC40 tj. přirozné chlazní povrchm motoru řada LXSK*: IC3W7 tj. vodní chlazní intgrovaným chladičm řada : IC3W7 tj. vodní chlazní intgrovaným chladičm řada LXS*+ chladič : IC3W7 tj. vodní chlazní přídavným chladičm řada + chladič: IC3W7 tj. vodní chlazní oběma tp chladičů Skundární díl: nchladí s 3.2. Pracovní prostřdí Linární motor jsou konstruován pro použití v prostřdí chráněném přd povětrnostními vliv dfinovanými v ČSN EN Základní údaj: tplota okolí o C; rlativní vlhkost vzduchu 5 95 %; 4

5 nadmořská výška do1000 m; pro vodníchlazníj nutno použítupravnou vodu bz mchanických nčistot.doporučná tvrdost vod j maximálně 0,7 mmol/l.v případě nutnostij třba použítzměkčovadl.doporučná kslost chladícívod j mzi6,5 až 7,5 ph.vstupnítplota vod j +5 až +25 C.Maximálnímnožství chladící vod j 5 l/min přitlakovém úbtku 2 hpa.chladícísstém j tstován přimaximálním tlaku 1MPa Další tchnická data Krtí motoru: Vsokého stupně ochran přd dotkm živých částís dosahuj zalitím clého vinutía primárního obvodu motoru do ochranné zalévací hmot. Protož jsou motor dodáván zpravidla jako vstavné,nlz zajistitochranu přd dotkm pohblivých částí. Tplná třída izolac F podl ČSN část1,maximálníotplnívinutíj 105K. L2S T p Vinutístandardního provdníj třífázové,zapojné do hvězd bz vvdného uzlu. Tplná ochrana: Vinutímotoru v standardním provdníj chráněno tplotním čidlm (rozpínacíkontakt) umístěném v člch vinutía ragujícím přitplotě 125 C. Na přánízákazníka j možno jako tplotníčidlo použítiptc nbo odporových tploměrů. Připojnímotoru na měnič: Vývod vinutí j standardně řšn ohbným kablm umožňujícím inapájní pohblivého primárního dílu.na přáníj možno vinutímotoru vvéstna konktorurčný zákazníkm. Povrchová ochrana: Povrchová ochrana j provdna lakováním črnou barvou.na přánízákazníka j možno použítbarvu pro potravinářský průmslnbo jiný odstín. K 3.4. Bzpčnost prác Z důvodu přítomnostiprmanntních magntů (Br 1,2 T)na skundárníčástij třba dbátna zvýšnou pozornostpřimanipulacis oběma díl lin.motoru. Přítomnostvsokonrgtických magntických polía s tím spojných vlkých magntických přitažlivých sil, můž totiž véstjak k přímému (například osob s kardiostimulátorm), tak k npřímému ohrožníživota (vsoké rchlostipohbujících s částístroj). Co s týká působnímagntického pol na lidský organismus,posldní lékařské nálz potvrdil, ž magntické pol o indukcimnšínž 5mT nmá na organismus žádný vliv.již v vzdálnostiasi100 mm j magntická indukc pol mnšínž 5mT.Intnzita magntického pol,jhož zdrojm jsou pól skundárního dílu linárního motoru, j konstantní a nzávisí na pracovních podmínkách stroj. Vzhldm k vlké přitažlivé síl j zapotřbízvýšné opatrnostiv blízkém okolí skundárního dílu. Z toho důvodu nnípřípustné,ab blo s těžkými(> 1kg)nbo vlkými(>1dm2 ) objkt vrobnými z ocli nbo žlza manipulováno v přímé blízkostiskundárních dílů holýma rukama.protož magntické síl jsou nviditlné,bývajíčasto podcňován.přitažlivé síl působínáhl a mohou vlmirchl narůstna hodnotu vššínž 500 N (50kg)vzhldm k fromagntickým přdmětům nacházjícím s v blízkém okolí. Úraz vzniklé přitažním jdnotlivých dílů vlivm magntických siljsou vlmibolstivé,npříjmné,zraněnís špatně léčía stjně tak špatně hojí.přimanipulacij třba dodržovatjistá pravidla.ta njnutnějšíjsou uvdn níž. Hlavníprvntivníopatřní: Zajištění rozmístění výstražných štítků, ktré jsou dobř viditlné ( POZOR: V LINEÁRNÍCH POHONECH TOHOTO STROJE SE NACHÁZÍ SILNÉ MAGNETY!, SILNÉ MAGNETICKÉ POLE!, VELKÉ MAGNETICKÉ PŘITAŽLIVÉ SÍLY! ). Npřibližovatk skundárním dílům hodink a lktronické nosič dat,ktré jsou citlivé na magntické pol. Vžd užívatpro montáž nbo údržbu pracovnírukavic. Osob s kardiostimulátorm b nměl provádětmanipulaci. Npokládattěžké kovové objkt blízko skundárních dílů lin.motoru. Montáž a údržbu provádětškolným prsonálm. 5

6 T p L2S Pro případ nhod, ktrá b mohla nastat připracích na linárním motoru mějt vžd po ruc njméně dva pvné klín z nmagntického matriálu, např.z nrzové ocli (s úhlm mzi 10 a 15 )a rovněž kladivo (cca 3kg).To vš j potřba k oddělní fromagntických částí přitažných magntickým polm k skundárnímu dílu a popřípadě k násldnému uvolnění prstů, rukou činohou. Pravidla pro transport a skladování : V skladovacích prostorch j nutné výrobk označit výstražným štítkm ( POZOR! SILNÉ MAGNETY! ). Nikd nskladovat bz obalu, vžd užívat spciální nmagntické balní s lktromagntickou mzrou 25 mm. Čtět a řiďt s výstražnýmištítk. Skladovací prostor j nutno udržovat suché. Nskladujt přivsokých tplotách. Přitransportu strojů nbo částí strojů s vstavěnýmiprimárnímia skundárním díl j nutné zajistit, ab s tto díl vůčisobě volně npohboval. K Pravidla pro montáž Odstraňt obal skundárního dílu až těsně přd montáží do zařízní. Montážní prác musí provádět vžd dva pracovníci. Pro případ nhod mějt po ruc vžd njméně dva pvné klín z nmagntického matriálu, např. z nrzové ocli(s úhlm mzi10 a 15 )a rovněž kladivo (cca 3kg).To vš j potřba k oddělní fromagntických částí přitažných magntickým polm k skundárnímu dílu a popřípadě k násldnému uvolnění prstů, rukou činohou. Nikd numisťujt skundární díl lin. motoru jho magntick aktivním povrchm směrm k fromagntickým částm zařízní. Nikd numisťujt primární díl lin.motoru do zařízní přímo protidílu skundárnímu. Přd montážnímipracmina zařízních, kd j již skundární díl nainstalován, opatřt tnto díl nmagntickým krtm s lktromagntickou mzrou širokou asi25mm (například dřvěná dska tloušťk 25mm). Vhnět s jakémukolisamovolnému pohbu (důsldk magntických sil)primárních a skundárních dílu lin.motoru, ktré jště nbl vstavěn. Vhnět s samovolnému pohbu skundární nbo primární částilin.motoru potom, co již bla sstavna trasa linárního motoru. J-lito nutné, užívjt spciální montážní pomůck. 4. Silová charaktristika linárního motoru Obcně jsou linární motor projktován stjně jako srvomotor spíš pro dnamické procs s širokým intrvalm rchlostí posunu a s proměnnou zátěží, nž pro trvalá zatížní S1 s konstantní zátěží a s konstantní rchlostí. Z tohoto důvodu mohou být motor zatěžován podstatně většímisilami(proud)nž jmnovitými, pokud jjich střdní fktivní hodnota npřkročí jmnovité hodnot pro trvalou zátěž S1. 6

7 Blank 7