Napędy to mechanizmy, których zadaniem jest przekazywanie energii ruchu z silnika napędowego do maszyny. Najnowsze napędy są w większości elektryczne. Składają się z silnika i mechanizmu, który umożliwia zmieniać prędkość obrotową, a nawet zamieniać ruch obrotowy na ruch postępowy, zwany liniowym. Napędy tego rodzaju to napędy liniowe. Są bardzo popularne i wykorzystywane od wielu lat.

Napędy liniowe – mechanizm działania

Energia ruchu obrotowego silnika w napędach liniowych zamienia się na ruch postępowy. Do tego celu wykorzystywane są silniki asynchroniczne, które w trakcie działania wirnika i stojana generują napęd liniowy. Napędy liniowe cechują się dużą dynamiką i wysoką sprawnością, można nimi łatwo sterować, jak również tworzyć zespoły z kilku połączonych silników, które dają dużą moc. Taki napęd znajduje zastosowanie m.in. w transporcie przemysłowym oraz w szybkich kolejach. W przemyśle napęd liniowy pozwala na wykonywanie wielu czynności w tym samym czasie, np. przesuwanie i podnoszenie różnych materiałów, naciąganie, zaciskanie czy dozowanie płynów oraz materiałów sypkich. Napęd ten pozwala także relatywnie łatwo regulować prędkość pociągu.

Rodzaje napędów w technice liniowej

Do podstawowych napędów liniowych zaliczamy napędy elektryczne, hydrauliczne oraz pneumatyczne. Najszersze zastosowanie posiadają napędy elektryczne indukcyjne, które wyróżniają się prostą budową, dużą masą oraz tzw. samohamownością, czyli możliwością napędzenia układu tylko z jednej strony. Z kolei napędy liniowe hydrauliczne wykorzystują energię cieczy o podwyższonym ciśnieniu. Dzięki temu ich atutem jest szybki rozruch i bardzo duża prędkość działania. Poza tym można je łatwo zabezpieczyć przed przeciążeniami. Działanie napędów pneumatycznych polega na wytwarzaniu sprężonego powietrza, które dzięki siłownikowi pneumatycznemu zamienia się w ruch liniowy. Ich niekwestionowaną zaletą jest źródło zasilania, czyli powietrze. Jako łatwo dostępne medium jest bezpieczne i wygodne w eksploatacji, gdyż łatwo się przemieszcza.

Kluczowe elementy techniki liniowej

Wśród wielu różnych elementów stosowanych do napędów liniowych występują m.in. prowadnice liniowe i szynowe, łożyska liniowe, wałki prowadzące, nakrętki, a także koła i listwy zębate oraz akcesoria i części CNC. Listwy i koła zębate z hartowanymi zębami wykorzystywane są w maszynach, gdzie zarówno tarcie, jak i obciążenie przenoszone przez zęby jest wyjątkowo wysokie. Z tego powodu listwa zębata bardzo często znajduje zastosowanie w urządzeniach, w których na listwie opiera się dodatkowy ciężar mechanizmu. Zęby w listwach wykonane są z wysokiej klasy stali. Są odpowiednio hartowane do optymalnej wartości 50 HRC, co zapewnia bardzo wysoką odporność na ścieranie i szlifowanie się zębów. Listwy zębate są antykorozyjne, co umożliwia ich długą eksploatację. W zależności od różnych zastosowań można wyróżnić listwy zębate standardowe, listwy stożkowe proste lub spiralne oraz listwy walcowe z piastą lub bez. Znajdują one szerokie zastosowanie w przemyśle maszynowym, w mechanizmach napędów o dużych prędkościach przesuwu, m.in. jako elementy wypalarek plazmowych.