Przykład zamontowanej tuby silnika w wycinarce drutowej Mitsubishi MV2400

Napędy tubowe (z ang. Linear Shaft Motor) – co to takiego?

Linear Shaft Motor (LSM) lub po prostu silnik magnetyczny rdzeniowy to unikatowe rozwiązanie cylindrycznych napędów liniowych potocznie zwanych napędami tubowymi. Ten rodzaj napędu stanowi standardowe rozwiązanie w wycinarkach drutowych serii MV i MP produkowanych przez Mitsubishi Electric. Technologia stosowana od przeszło dekady, przyniosła wiele korzyści, ale po kolei.

Czym więc jest silnik tubowy?

To nic innego jak liniowy serwonapęd, który wyróżnia prostota budowa, precyzja działania oraz unikalne cechy jak brak styku, brak tarcia, brak zużycia w istocie pełen brak konserwacji.

Schemat budowy silnika tubowego 

Silnik tubowy składa się z wału magnetycznego w postaci tuby ze stali nierdzewnej i siłownika z uzwojeniem cylindrycznym. Wał dostarcza pole magnetyczne stałe, względem którego porusza się siłownik (cewka). Uzwojenie cewki całkowicie opasa magnesy, całe pole magnetyczne jest zatem efektywnie wykorzystane. Pozwala to na zachowanie dużej szczeliny pomiędzy wałem a siłownikiem lub inaczej tubą a cewką. Wielkość szczeliny nie ma większego wpływu na generowaną wartość siły napędowej. Dzięki temu montaż jest prosty i zajmuje niewiele czasu. Dodatkowo linie sił pola magnetycznego przecinają uzwojenia cewki pod właściwymi kątami, dając maksymalną efektywność i optymalne wykorzystanie siły magnesów.

W wale magnetycznym czy uzwojeniu cewki brak jest żelaznego rdzenia, co przekłada się na brak zjawiska „tętnienia” napędów oraz, co równie ważne brak indukowania ciepła, które wpływa niekorzystnie na dokładność, prowadzi do zwiększenia zużycia energii elektrycznej i niekiedy wymaga własnego systemu chłodzącego.

W wale silnika pomiędzy poszczególnymi magnesami brak jest wolnych przestrzeni. Ze względu na duże siły wzajemnego oddziaływania pomiędzy magnesami proces prasowania i zamknięcia ich w ochronnej tubie ze stali nierdzewnej nie jest ani prosty, ani oczywisty. Z tego powodu sposób produkcji wału jest chroniony na całym świecie wieloma patentami.

Sam silnik tubowy to jeszcze nie wszystko, co oferuje Mitsubishi. Napęd wymaga sterowania, a sygnał sterujący właściwej jakości i dynamiki transferu. Mitsubishi zastosowało więc światłowody polimerowe. Posiadają one zalety, nie tylko w porównaniu z tradycyjnymi przewodami miedzianymi, ale również w odniesieniu do włókien szklanych. Duże prędkości transmisji i niewielka ilość zajmowanego miejsca, maksymalna elastyczność i całkowita odporności na działanie wody. Co z tego zauważy użytkownik?, dłuższą żywotność, brak zakłóceń w wyniku większa precyzję.

Zalety i korzyści wynikające z faktu zastosowania napędów tubowych?

• duże sił ciągu do 100 kN,
• brak tarcia
• całkowicie bezstykowa praca
• prosta konstrukcja
• wysoką precyzją ruchu
• wysoka prędkość i przyspieszenie (powyżej 10m/s, przyspieszenie do 20G),
• stabilne działanie przy niskich prędkościach (posuwy kilku μm/s),
• brak wahań prędkości: ±0,006 % przy prędkości 100 mm/s,
• wytrzymała konstrukcja, możliwość pracy pod wodą, w próżni,
• pełna bezobsługowość, brak smarowania, brak zużycia, nie wymaga regulacji innych czynności konserwacyjnych.

Uwzględniając zalety napędów tubowych wynikające przede wszystkim z braku ich zużycia, wycinarki drutowe Mitsubishi objęte są 12-letnią gwarancją producenta na zachowanie i utrzymanie dokładności pozycjonowania.

Źródło: Abplanalp