محرك خطي مصغر

أنواع الدوافع الخطية المصغرة

تتوفر الدوافع الخطية المصغرة في العديد من الأنواع. لكل نوع خصائصه وآلياته الفريدة، مما يجعله مناسبًا لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

• الدوافع الكهروميكانيكية:

  يحول الدافع الأساسي الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. إنه ينشئ حركة خطية من خلال عمود محرك مزود بأحزمة مسننة وجوز أو عبر علبة تروس متصلة بمسامير أو عمود توجيه. تلعب علبة التروس دورًا في مضاعفة عزم الدوران وتقليل السرعة لتحقيق التحكم الدقيق في الحركة وإخراج قوة عالية.

• الدوافع الخطية الهوائية:

  تُعرف أيضًا باسم أسطوانات الهواء المصغرة. تستخدم الهواء المضغوط لإنشاء حركة خطية. يدخل الهواء المضغوط من خلال منافذ نهاية الدافع ويدفع المكبس، الذي يقوم بعد ذلك بإطالة أو سحب قضيب متصل بالحمولة. يسمح تصميم الدافع ذو التأثير المزدوج للمكبس بالتحرك للداخل والخارج عن طريق تطبيق ضغط الهواء في كلا الاتجاهين. تُستخدم الدوافع الهوائية المصغرة بشكل أساسي في تطبيقات الأتمتة والهندسة التصميمية.

• الدوافع الخطية الهوائية:

  تُعرف أيضًا باسم أسطوانات الهواء المصغرة. تستخدم الهواء المضغوط لإنشاء حركة خطية. يدخل الهواء المضغوط من خلال منافذ نهاية الدافع ويدفع المكبس، الذي يقوم بعد ذلك بإطالة أو سحب قضيب متصل بالحمولة. يسمح تصميم الدافع ذو التأثير المزدوج للمكبس بالتحرك للداخل والخارج عن طريق تطبيق ضغط الهواء في كلا الاتجاهين. تُستخدم الدوافع الهوائية المصغرة بشكل أساسي في تطبيقات الأتمتة والهندسة التصميمية.

• دوافع محرك الخطوات:

  يتم تشغيل محركات الخطوات مباشرة بواسطة براغي أو أحزمة لإنشاء حركة خطية. يتحرك المحرك بخطوات كاملة أو نصف خطوات للتحكم بدقة في الموضع والسرعة. تسمح علبة التروس الداخلية للمحرك أيضًا بعزم دوران أعلى وسرعة أقل. تتمثل السمة الرئيسية لدافع محرك الخطوات في التكرار الدقيق. إنه يمكّن من تحديد المواقع بدقة تصل إلى 0.1 مم. لهذا السبب، يتم استخدامه بشكل أساسي في طابعات ثلاثية الأبعاد، وأذرع الروبوتات، وآلات الرعاية الصحية.

• دوافع محرك التوافق:

  يستخدم الدافع المصغر كامة بيضاوية مرنة ذات زوايا دائرية لإنشاء حركة خطية. تشتهر محركات التوافق بأجسامها الخفيفة وسرعتها العالية. هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تخفيضًا كبيرًا للعتاد في مساحات مضغوطة. من الأمثلة على ذلك الروبوتات والفضاء الجوي والروبوتات.

المواصفات والصيانة للدوافع الخطية المصغرة

المواصفات

• قدرة التحميل

  يشير هذا إلى أقصى وزن يمكن للدافع تحريكه أو دفعه. على سبيل المثال، قد يكون الدافع المصغر مصممًا لتحمل حمولات ثقيلة تصل إلى 5 كجم.

• السرعة

  تشير إلى مدى سرعة امتداد الدافع أو سحبه. غالبًا ما تُقاس سرعة الجهاز بالمم/ثانية أو بوصة في الثانية. على سبيل المثال، يمكن لبعض الدوافع المصغرة أن تتحرك بسرعة 50 مم/ثانية.

• طول الشوط

  هذه هي المسافة الإجمالية التي سيتحركها الدافع. يمكن أن تختلف أطوال الشوط للنماذج المصغرة من 5 مم إلى عدة مئات من المليمترات.

• نوع المحرك

  قد يكون المحرك الذي يدفع الدافع محرك خطوات، أو محرك سيرفو، أو غير ذلك. على سبيل المثال، تسمح الدوافع الخطية ذات المحركات المستمرة للمستخدمين بالتحكم في الموضع بدقة مع الترميز المناسب.

• تصنيف IP

  يحدد مدى حماية الدافع من جزيئات الغبار والماء. يعني IP54 أن الجهاز محمي من رذاذ الماء والغبار. تشير تصنيفات IP الأعلى إلى حماية أفضل.

• درجة الحرارة التشغيلية

  يمكن أن تعمل الدوافع الخطية ضمن نطاق درجة حرارة محدد. قد يكون النطاق من -20 درجة مئوية إلى 60 درجة مئوية، مما يسمح للجهاز بالعمل في درجات حرارة أكثر برودة ودفئًا.

نصائح الصيانة

• التفتيش المنتظم: فحص الدافع بعناية لتحديد أي علامات على التلف أو البلى أو عدم المحاذاة.
• التنظيف: خصص وقتًا لتنظيف السطح الخارجي للدافع لإزالة الحطام أو الغبار أو الملوثات. استخدم فرشاة ناعمة أو قطعة قماش خالية من النسالة.
• التزييت: إذا كان للدافع أجزاء متحركة، فطبق كمية صغيرة من الزيت. يساعد تزييت الدافع على تحسين كفاءة التشغيل وتقليل الاحتكاك. لكن تجنب استخدام زيت زائد لأنه يمكن أن يجذب الأوساخ والغبار.
• تحقق من أجهزة التثبيت: بشكل دوري، تحقق من الأقواس وأجهزة التثبيت. تأكد من أن السحابات ليست فضفاضة أو متآكلة. يساعد ذلك في منع عدم المحاذاة والفشل التشغيلي.
• تحكم في درجة الحرارة: تأكد من أن الدافع يعمل داخل نطاق درجة الحرارة الموصى به. يمكن أن تؤثر الحرارة أو البرودة الشديدة على الأداء وتؤدي إلى البلى المبكر.

تطبيقات الدوافع الخطية المصغرة

تُستخدم الدوافع الخطية المصغرة في العديد من الصناعات لمجموعة متنوعة من التطبيقات. فيما يلي بعض التطبيقات الصناعية للدوافع الخطية المصغرة:

• السيارات

  تُستخدم الدوافع الخطية المصغرة في صناعة السيارات لأغراض متعددة، بما في ذلك نوافذ السيارات وضبط المقاعد. يمكن أيضًا استخدامها في أجهزة الاستشعار، والتحكم في الخانق، وأغطية الصندوق، وأجهزة التحكم في عمود التوجيه.

• الأجهزة الطبية

  تستخدم صناعة الطب الدوافع الخطية المصغرة في العديد من الأجهزة. على سبيل المثال، تُستخدم في معدات جراحة الأسنان والجراحة الروبوتية للتحكم الدقيق. بالإضافة إلى ذلك، تُستخدم في الأطراف الاصطناعية للحركة والأجهزة العظمية لآليات الضبط.

• الروبوتات والأتمتة

  تستخدم الروبوتات بشكل متكرر الدوافع الخطية المصغرة جنبًا إلى جنب مع مكونات أخرى لإنجاز مهامها. في تطبيقات الروبوتات، تُستخدم عادةً لآلات التجميع، والتعامل مع المواد، وعمليات الالتقاط والتثبيت. علاوة على ذلك، تُستخدم للتحكم في الحركة في الروبوتات ذات التواجد عن بُعد والمركبات ذاتية القيادة.

• الفضاء والدفاع

  يجعل دافع خطي صغير السفر إلى الفضاء أسهل وأكثر أمانًا من خلال مساعدة حركة مكونات الأقمار الصناعية مثل الهوائيات والألواح الشمسية. تُستخدم أيضًا داخل الطائرات العسكرية للتحكم في الملوثات ونشر الأسلحة، على وجه التحديد، أسطح التحكم، ونظام العتاد، والتحكم في الخانق. تُستخدم الدوافع الخطية بشكل شائع في العديد من التطبيقات والأجهزة بواسطة صناعة الفضاء الجوي. تشمل هذه فتحات الصمامات، والتحكم الدقيق في تدفق الغازات أو السوائل، وأنظمة حقن الوقود.

• الأثاث وأتمتة المنزل

  في صناعة المنزل والأثاث، يُستخدم الدافع بشكل متكرر لإنتاج أثاث ذكي قابل للتعديل أو قطع أثاث روبوتية وكذلك معدات الأتمتة. يمكن أيضًا استخدامها لإنشاء تطبيق مميز وعصري لمعالجة فتح وإغلاق الخزائن والأدراج.

كيفية اختيار الدوافع الخطية المصغرة

قد يكون اختيار الدافع الخطي المصغر الصحيح لتطبيق معين أمرًا شاقًا. هناك العديد من تركيبات المعلمات والخصائص التي قد يصعب معرفة أي دافع خطي هو الأنسب لغرض معين.

يجب مراعاة بعض الأمور الأساسية عند اختيار نموذج دافع خطي. الخطوة الأولى هي التأكد مما إذا كان الدافع يحتاج إلى أن يكون مدفوعًا بمحرك DC، أو محرك خطوات، أو محرك سيرفو، أو ربما حتى نوع آخر من المحركات. بمجرد تحديد ذلك، يصبح من الأسهل تصنيف أنواع الدوافع المختلفة.

بعد ذلك، يجب تحديد جهد تشغيل الدافع. تعمل العديد من الدوافع ذات المحركات DC عند 12 فولت، ولكن قد تكون الجهود الأخرى مناسبة أيضًا، مثل 24 فولت.

ثم يجب مراعاة قدرة التحميل. يجب تحديد وزن الدافع الذي يجب تحريكه في التطبيق. عند اختيار نموذج الدافع الصحيح، يجب مراعاة ذلك، حيث يمكن أن تختلف قدرة التحميل بين نماذج الدوافع.

معلمة مهمة أخرى هي طول الشوط. هذه هي المسافة الإجمالية التي يتحركها الدافع. عادةً ما تكون شوطات قصيرة من بضعة سنتيمترات / ملليمترات جيدة، لكن في بعض الحالات، يحتاج الدافع إلى التحرك لمسافة أبعد. يمكن أيضًا تخصيص أطوال شوط أطول اعتمادًا على الدافع.

السرعة هي معلمة أخرى حاسمة عند اختيار الدافع الذي سيتم استخدامه. إذا كان التطبيق يحرك الحمل بشكل أبطأ، فستكون السرعة الأبطأ كافية. ومع ذلك، ستكون هناك حاجة إلى سرعات أسرع إذا كان يجب نقل الحمل بسرعة. يمكن ضبط السرعة اعتمادًا على نوع الدافع وظروف العمل. بعض الأمثلة تشمل سرعة عدم التحميل، والسرعة الذاتية، والسرعة المقننة.

هناك العديد من الطرق لتثبيت الدافع، وسيؤثر أسلوب التثبيت أيضًا على كيفية اقتران أو توصيل كائن أو حمولة بالدافع. تشمل أساليب التثبيت الأقواس، والأعناق، والثقوب، والأجزاء المخصصة التي يمكن تصميمها وفقًا لاحتياج معين. تأكد من اختيار أسلوب التثبيت الذي سيعمل مع تصميم التطبيق.

الأسئلة والأجوبة

س1. ما مدى قوة الدافع الخطي؟

ج1. تختلف كمية الوزن التي يمكن للدوافع الخطية نقلها اعتمادًا على أبعاد الدافع ونوعه. عادةً ما تتمتع الدوافع الخطية المصغرة بقدرة تحميل تبلغ حوالي 2 كجم إلى 4 كجم. للحصول على متطلبات وزن أعلى، ضع في اعتبارك استخدام نموذج أكبر أو دافع خطي ذو قدرة تحميل أعلى.

س2. ما مدى طول شوط الدافع الخطي؟

ج2. يختلف طول شوط الدوافع الخطية اعتمادًا على كل نموذج. عادةً ما تكون الشوطات المصغرة بين 10 مم و 200 مم. للحصول على شوطات أطول، ضع في اعتبارك استخدام نوع مختلف من الدوافع مثل دافع قضيب أو سكة حديد يمكن أن يوفر طول شوط يصل إلى 1200 مم.

س3. ما هو الجهد الذي تستخدمه الدوافع الخطية؟

ج3. يمكن أن يختلف جهد تشغيل الدوافع الخطية اعتمادًا على النموذج والشركة المصنعة. عادةً ما تكون الدوافع الخطية المصغرة 12 فولت أو 24 فولت DC. يمكن لبعضها أن تصل إلى 48 فولت من الجهد. تحقق دائمًا من مواصفات الشركة المصنعة للتأكد من متطلبات الجهد.