2008-11-13The future is linear - przyszłość jest liniowa

Pomysłodawcą idei silników liniowych w postaci, w jakiej są one obecnie dostępne, był brytyjski naukowiec, profesor Eric Laithwaite. Od czasu opracowania wczesnych prototypów silnika płaskiego, powstały inne liczne konstrukcje, które w nieco odmienny sposób wykorzystują ten sam pomysł. Silnik liniowy jest urządzeniem o stosunkowo prostej budowie – składa się on z dwóch podstawowych zespołów – elektrycznie wzbudzanego siłownika i stojana ze stałymi magnesami - z tego powodu określany jest także rozłożonym rotacyjnym silnikiem elektrycznym. Rolę wirnika pełni wspomniany wzbudzany siłownik, a stojan ma postać płaską o niemal dowolnej długości. Zamiast łożysk do prowadzenia siłownika w płaskim stojanie stosuje się szyny (np.: prowadnice łożysk) kierujące, które nie pozwalają poruszającemu się elementowi znaleźć się poza obszarem ruchu. Ze względu na pole magnetyczne siłownik praktycznie nie styka się ze stojanem. Dzięki temu nie występuje również zjawisko tarcia, które powodowałoby degradację urządzenia w trakcie jego pracy.

Głównymi zaletami silników liniowych są ich doskonałe parametry dynamiczne, które wynikają z braku konieczności konwersji ruchu obrotowego na liniowy. Szybkość i przyspieszenie nie są ograniczane tarciem ani bezwładnością. O osiągach silnika liniowego decyduje zdolność elektronicznego układu sterującego do przetwarzania sygnałów sprzężenia zwrotnego i do reagowania na nie. Korzyści osiągane przez eliminację śrub pociągowych i przekładni sumują się z tymi, które wynikają ze zwiększenia przyspieszenia i szybkości.

Brak zakleszczających się przekładni zębatych, zapewnia doskonałą liniowość i stałą szybkość ruchu pozbawionego pulsacji. Silniki liniowe są także wolne od odgłosów przekładni oraz śrub pociągowych i pracują cicho i gładko. Pozwala to na ich stosowanie ich w urządzeniach biurowych i laboratoryjnych. Stosunkowo rzadko występują ich uszkodzenia, gdyż nie mają elementów, które podlegałyby np. rozciąganiu, dzięki czemu są znacznie bardziej żywotne niż inne napędy.

Obecnie silniki liniowe stosuje się coraz częściej, gdyż ich ceny są już zbliżone do kosztów zakupu napędów liniowych opartych o układy rotacyjne. Co więcej, w dłuższej perspektywie, silniki liniowe mogą okazać się tańsze w eksploatacji, ze względu na wysoką trwałość i niską awaryjność. Nie należy zapominać, że ich wysokie parametry umożliwiają zwiększenie wydajności na liniach produkcyjnych.

Jedną z aplikacji silników liniowych są nowoczesne linie kolejowe. Część z nich określana jest jako maglev, czyli magnetyczno-lewitującymi. Nazwa ta powstała ze względu na zasadę ich działania – w praktyce unoszą się one nad torem w wyniku zastosowania silników liniowych. Obecnie tego typu napęd stosowany jest m.in. w kolei AirTrain, która przewozi pasażerów lotniska JFK w Nowym Jorku, w niektórych trakcjach w Tokio, a także w pociągach Transrapid, które opracowała firma Siemens. Zastosowanie znajdują również w przemyśle samochodowym, spożywczym, przy dzwonnicach kościelnych, mechanizmach przesuwających głowicę w dyskach twardych i wiele innych.

W 2004 roku jako pierwsza firma w świecie FIMTEC -POLSKA dostarczył do klienta oczyszczarkę z napędami liniowymi. Argumenty techniczne, które przemawiały za tą najnowszą - na tamte czasy – konstrukcją, były przez ogół branży maszynowej torpedowane. Tymczasem rozwiązanie sprawdziło się a napędy przechodziły kolejne zmiany i obroniły się same, dzięki swojej niezawodności, precyzji i uniwersalności. W obecnym czasie wszystkie najnowsze, najszybsze rozwiązania w naszej branży zawierają w sobie napędy liniowe kolejnych generacji. Jak mówi tytuł, przyszłość jest liniowa i pokaże prawdziwą siłę najnowszej generacji „linear motorów”.

Wykorzystano fragmenty artykułu „W świecie silników liniowych” opublikowanego w magazynie APA