直线电机的原理、特点及在等离子切割中的应用

在热切割加工应用中，数控切割机在加工方式上可大体分为火焰切割机和等离子切割机，相比两类切割方式，等离子切割机凭其切割速度快而为下游行业青睐，在近几年来逐渐取代了火焰切割机市场。从相关参数来看，目前数控等离子切割机加工速度约在3000-5000MM/MIN，约为火焰切割机的4-8倍，那么，数控等离子切割机能保持如此高效率加工的关键是什么？答案就是电机应用。下面武汉海辰机电将为您详细说明。

　　与传统的传动方式相比，直线电机的“直接驱动”方式具有更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更长的使用寿命，以及更低的振动噪声和更小的磨损。这些特性使其在数控机床领域的应用迅速发展，而激光切割作为无切削力加工，采用直线电机进给驱动有着无可比拟的优势。

一、直线电机的原理

　　直线电机是指一种利用电磁感应原理，将电能直接转换成直线运动动能的驱动装置，它是一种能实现往复直线运动的电动机。全世界第一条商业运营线的磁悬浮列车——上海磁浮列车就是采用此原理实现的。

二、直线电机与传统旋转电机相比其应用优势

　　1.速度快，加速度大；

　　2. 精度高；

　　3.无机械磨损，寿命长；

　　4. 传动系统结构简单，效率高；

　　5. 噪音低，运行安静。

　　直线电机与传统旋转电机各参数比较：

三、直线电机在数控等离子切割机中的应用

　　一方面，随着技术的发展，直线电机的性能不断提高，成本日益下降，为其广泛的应用创造了条件；另一方面，数控等离子切割机应用行业如钣金行业不断地对切割质量和切割效率提出更高的要求。为此，直线电机驱动的数控等离子切割机应运而生。因其速度快、加速度大、定位精度高，而深受市场上中高端客户的青睐。

   所谓数控等离子切割机保护气体，一般也称为辅助气体、工作气体，在日常使用中，保护气体可根据加工材料类型有所区分和选择，包括空气、氮气、氧气等多种类型气体都可以作为数控等离子切割机设备的保护气体。其中以空气辅助因其成本低、使用方便而广泛使用，下面东莞震磊利机电将为您详细介绍一下空气保护数控等离子切割机应用的一些相关知识。

　　数控等离子切割机在现在客户在切割钢板时候的首选机器，他主要是使用空气压缩来切割板材。之所以此种类型的机器是厂家的首选，其主要原因还在于切割加工成本的经济，但对于切割质量来说，考虑到空气中所蕴涵的多种气体成份，希望达到较好的切割效果，对一些细节的把握就显得相对更为关键。

　　空气中含有体积分数约78%的氮气，所以利用空气切割所形成的挂渣情况与用氮气切割时很想像；空气中还含有体积分数约21%的氧气，因为氧的存在，用空气的切割低碳钢材料的速度也很高；同时空气也是最经济的工作气体。

　　但单独使用空气等离子切割机时，会有挂渣以及切口氧化、增氮等问题，而且电极和喷嘴的寿命较低也会影响工作效率和切割成本。由于等离子弧切割一般使用恒流或陡降外特征的电源，喷嘴高度增加后，电流变化很小，但会使弧长增加并导致电弧电压增大，从而使电弧功率提高；但同时也会使暴露在环境中的弧长增长，弧柱损失的能量增多。

　　在两个因素综合作用的情况下，前者的作用往往完全被后者所抵消，反而会使有效的切割能量减小，致使切割能力降低。通常表现是切割射流的吹力减弱，切口下部残留的熔渣增多，上部边缘过熔而出现圆角等。另外，从等离子射流的形态方面考虑，射流直径在离开枪口后是向外膨胀的，喷嘴高度的增加必然引起切口宽度加大。

　　所以，选用尽量小的喷嘴高度对提高切割速度和切割质量都是有益的，但是，喷嘴高度过低时可能会引起双弧现象。采用陶瓷外喷嘴可以将喷嘴高度设为零，即喷口端面直接接触被切割表面，可以获得很好的效果。