Wydajne wytwarzanie energii to kluczowy aspekt przede wszystkim dla firm z branży przemysłowej. Z uwagi na obecność licznych maszyn konieczne jest zapewnienie efektywnego przekazywania energii z silnika, co gwarantują różnego rodzaju napędy. Obecnie dostępne modele są przeważnie elektryczne i posiadają mechanizm umożliwiający zmianę ruchu z obrotowego na liniowy. Ich rozwój rozpoczęto na przełomie XIX i XX wieku, dzięki czemu teraz są wykorzystywane w wielu dziedzinach. Do branż, w których stosowane są najczęściej, należy przemysł metalowy, drzewny czy przetwórstwo tworzyw sztucznych. Na popularność napędów liniowych wpływa przede wszystkim ich specyfika: cechuje je wysoka dynamika ruchu, precyzja i powtarzalność działania oraz odporność na niekorzystne warunki pracy.

Napęd liniowy – charakterystyka

W napędach liniowych wykorzystuje się właściwości konstrukcji silników asynchronicznych opartych na wirniku i stojanie. Jedną z najważniejszych części są w nich prowadnice z systemem uszczelnień i zgarniaczami. W nich montowane są pryzmowe rolki wyposażone w rzędy kulkowych łożysk. Napędy te wyróżnia łatwość sterowania, dynamika oraz modułowość – można tworzyć z systemy o dużej mocy z kilku silników. Ponadto są wielozadaniowe: umożliwiają przesuwanie, przerzucanie, podnoszenie, zaciskanie, napędzanie pras czy dozowanie substancji. Oprócz tego za ich pomocą można panować nad komponentami pozostałych sprzętów: młotów, suwnic, przenośników czy drzwi. Ruch liniowy da się osiągnąć również na inne sposoby – za pomocą energii sprężonego powietrza lub sprężarek (napęd pneumatyczny) bądź poprzez ciecz lub pompę hydrauliczną (napęd hydrauliczny). Te ostatnie wykorzystuje się szczególnie w przemyśle chemicznym oraz budowalnym.

Obecny dynamiczny rozwój Przemysłu 4.0., którego celem jest automatyzacja produkcji, sprzyja wykorzystaniu napędów liniowych w coraz szerszym zakresie. Uczestniczą one w procesach technologicznych, są częścią oprzyrządowania pomiarowego czy manipulatorów wieloosiowych. Za ich wykorzystaniem przemawia m.in. kompaktowość – stanowią zamknięty układ z wewnętrznym prowadzeniem i silnikiem. Są też odporne na wilgoć czy zanieczyszczenia unoszące się po obróbce materiałów. Ponadto można poszerzyć ich możliwości dzięki dodaniu akcesoriów, np. enkoderów czy czujników. Co najważniejsze, napędy liniowe pozwalają przyspieszyć procesy produkcyjne – zapewniają precyzyjne i powtarzalne rezultaty. Obniżają koszty i podnoszą wydajność działalności, jednocześnie wyręczając pracowników z niebezpiecznych prac.

Jak wybrać odpowiedni rodzaj napędu?

W dzisiejszych czasach, w których coraz większego znaczenia nabiera ochrona środowiska, doskonałym wyborem będą elektryczne napędy liniowe. Cechuje je prosta budowa, samohamowność oraz opcja pozycjonowania siłownika. Ich popularność wynika z uniwersalności zastosowania oraz niskiej ceny i kosztów eksploatacji. Alternatywą dla nich są napędy hydrauliczne i pneumatyczne zasilane odpowiednio cieczą i powietrzem. Jak wybrać odpowiedni sprzęt? Producenci napędów przemysłowych wychodzą naprzeciw potrzebom klientów i oferują fachową pomoc w zakresie doboru armatury do danego urządzenia. Istnieje szereg wytycznych, którymi warto kierować się podczas ich wyboru:

• źródło energii i koszty jej zużycia
• rodzaj armatury
• właściwości medium w układzie
• wymagania technologiczne
• opory wynikające z ruchu roboczego
• wymagania dotyczące układu automatyki
• inne, wynikające z potrzeb użytkownika bądź urządzenia.

Zastosowania i dalszy rozwój napędów liniowych

Stale rośnie liczba branż, w których korzysta się z napędów liniowych. Są przydatnym rozwiązaniem szczególnie w nowoczesnych systemach wymagających dużych mocy, np. szybkich kolejach jednoszynowych. Dzięki ich wysokiej prędkości posuwu oraz dokładności pozycjonowania przy zachowaniu niskiego profilu przekroju są to urządzenia niezwykle funkcjonalne, umożliwiające budowanie sztywnych mechanizmów i redukcję luzów. Z ich wykorzystaniem tworzy się również roboty kartezjańskie stosowane w aplikacjach typu pick & place czy maszyny SMT do sitodruku układów scalonych. Warianty ze stali nierdzewnej znajdują zastosowanie także w branży spożywczej – dzięki użyciu napędów liniowych możliwe jest napełnianie, zakręcanie i wypychanie produktów z taśmociągu.

Warto zaznaczyć, że oferta producentów jest w dużej mierze poglądowa. Z uwagi na ciągłą ewolucję napędów oraz rosnące potrzeby klientów w oparciu o wskazówki wytwórców maszyn stale wprowadzane są nowe rozwiązania. Proponowane są również różnego rodzaju personalizacje projektów, aby jak najlepiej dopasować je do konkretnego urządzenia. W grę wchodzą dodatkowe modyfikacje, jak np. opcjonalne otwory montażowe czy zmiana długości wałka napędowego. Ze względu na funkcjonalność napędów liniowych polecane są one do tworzenia układów wieloosiowych. Ich modułowość umożliwia łączenie ze sobą poszczególnych komponentów bez użycia dodatkowych łączników. Ta właściwość może być wykorzystana również w tzw. rozwiązaniach inteligentnych w formie integracji pracy z całym urządzeniem. Głównym trendem rozwojowym jest obecnie ograniczenie kosztów serwisowania i utrzymania ruchu oraz wdrożenie technologii bezobsługowych.