Apakah motor yang digunakan dalam vakum? Menerangkan contoh aplikasi dan faedahnya

1. Apakah vakum?

Vakum ialah ruang yang dipenuhi dengan gas pada tekanan yang lebih rendah daripada tekanan atmosfera biasa. Vakum memainkan peranan penting dalam pelbagai bidang, termasuk sains, kejuruteraan dan perubatan.

Dalam sains, ia digunakan untuk mengkaji atom dan molekul.
Dalam kejuruteraan, vakum digunakan untuk mengeluarkan bahan seperti semikonduktor dan sel suria, dan untuk mengeluarkan komponen elektronik.
Dalam bidang perubatan, vakum digunakan untuk penyelidikan tisu, pengawetan darah dan tisu, dan pensterilan instrumen pembedahan.

Jenis Vakum

vakum mutlak

Vakum juga merupakan konsep penting dalam fizik. Dalam teori klasik, vakum mutlak ialah keadaan di mana tiada molekul di angkasa lepas. Walaupun angkasa lepas dikatakan sebagai vakum, sebenarnya terdapat kesan molekul di angkasa lepas, jadi ia hanyalah keadaan hipotetikal dan sebenarnya tidak wujud.

tekanan negatif

Tekanan negatif ialah keadaan di mana tekanan udara lebih rendah daripada tekanan atmosfera standard di Bumi (hampir paras laut = 1 atmosfera). Piawaian Perindustrian Jepun (JIS) mentakrifkan empat tahap vakum: vakum rendah, vakum sederhana, vakum tinggi dan vakum ultra tinggi.

• Vakum rendah: Digunakan sebagai pembungkusan vakum, contohnya dalam pembuatan tiub vakum dan komponen elektronik.
• Vakum sederhana: Digunakan dalam pembuatan bahan untuk semikonduktor, sel suria, dll.
• Vakum tinggi: Digunakan untuk mengeluarkan peranti seperti laser dan mikroskop elektron.
• Vakum ultra tinggi: Digunakan untuk penyelidikan atom dan molekul.

2. Apakah aplikasi yang memerlukan persekitaran vakum?

Setakat ini kita telah menerangkan tentang vakum, tetapi motor digunakan dalam peranti yang memanfaatkan persekitaran vakum ini dan dalam peranti yang digunakan di angkasa lepas.

Contoh 1: Kotak peralatan pemendapan filem nipis vakum

Peralatan pemendapan filem nipis vakum digunakan untuk memendapkan filem nipis logam, seramik, semikonduktor, bahan organik, dan sebagainya.
Filem nipis digunakan dalam pelbagai aplikasi, termasuk peranti semikonduktor, sel suria, paparan dan peranti optik.

Sebab mengapa persekitaran vakum diperlukan dalam peralatan pemendapan filem nipis vakum adalah untuk menyingkirkan molekul udara yang mengganggu pergerakan atom dan molekul yang diperlukan untuk pertumbuhan filem nipis.
Dalam persekitaran vakum, atom dan molekul kurang berkemungkinan berlanggar antara satu sama lain disebabkan oleh tekanan udara yang rendah, yang memudahkannya melekat pada lokasi yang dikehendaki, menghasilkan pembentukan filem nipis yang seragam dan berkualiti tinggi.

Contoh aplikasi untuk peralatan pemendapan filem nipis vakum

• Peranti semikonduktor seperti transistor, diod dan kapasitor (untuk prestasi dan pengecilan yang lebih baik)
• Sel solar (untuk menukar cahaya matahari kepada elektrik)
• Paparan seperti LCD dan paparan EL organik (untuk meningkatkan kualiti imej dan menjadikannya lebih nipis)
• Peranti optik seperti laser dan gentian optik (untuk peningkatan prestasi dan pengecilan saiz)
• Peranti tenaga seperti sel solar, sel bahan api dan diod pemancar cahaya (LED) (untuk meningkatkan prestasi dan kecekapan)
• Salutan pelindung untuk logam, seramik, plastik dan bahan lain (untuk melindungi daripada lelasan, kakisan dan sinaran UV)
• Salutan hiasan pada kaca, plastik, logam dan bahan lain (untuk menambah kecantikan, ketahanan atau fungsi)

Contoh 2: Kotak peralatan metalurgi vakum

Peralatan metalurgi vakum ialah peranti untuk mencairkan dan memejalkan logam dalam vakum.

Sebab mengapa persekitaran vakum diperlukan untuk peralatan metalurgi adalah:
"Dengan membuang bendasing dari udara, adalah mungkin untuk mencegah pengoksidaan logam dan pengenalan bendasing."
"Dalam vakum, kadar pemejalan logam meningkat, menjadikannya mungkin untuk menghasilkan produk logam dengan butiran halus dan seragam."
"Gelembung yang terbentuk semasa pemejalan menjadi lebih kecil, sekali gus meningkatkan kekuatan dan kualiti logam."
Kerana faedah seperti ialah.

Contoh aplikasi peralatan metalurgi vakum

• Pembuatan keluli berkualiti tinggi
• Pembuatan aloi suhu tinggi
• Pembuatan bahan semikonduktor
• bahan magnetik
• Pembuatan bahan superkonduktor

Contoh 3: Kes pemecut

Pemecut ialah peranti yang memberikan tenaga kepada zarah seperti elektron dan proton dan memecutkannya ke kelajuan tinggi.
Pemecut mesti beroperasi dalam persekitaran vakum kerana zarah kehilangan tenaga apabila ia berlanggar dengan molekul udara di dalam pemecut.

Dalam persekitaran vakum, perlanggaran antara zarah dan molekul udara dapat dielakkan dan zarah-zarah tersebut dapat dipecutkan ke kelajuan tinggi.
Pemecut digunakan untuk penyelidikan dalam pelbagai bidang, termasuk fizik, kimia, biologi dan perubatan.

Ia juga digunakan dalam diagnosis perubatan dan terapi radiasi, dan berguna dalam kehidupan seharian dalam terapi pancaran zarah dan aplikasi lain.

Contoh aplikasi peralatan metalurgi vakum

• Kajian tentang struktur jirim
• Pembangunan bahan baharu
• diagnosis perubatan
• Terapi radiasi
• penyelidikan pelakuran nuklear

Contoh 4: Penggunaan motor di angkasa lepas

Di angkasa lepas, motor digunakan untuk mengendalikan pelbagai peralatan pada satelit dan kapal angkasa.

Contoh aplikasi angkasa lepas

• Lengan Robotik:
  Ia dikawal oleh motor dan boleh melakukan operasi dari jauh seperti merebut dan melepaskan objek di luar kapal angkasa.
• antena:
  Ia digunakan oleh satelit dan kapal angkasa untuk berkomunikasi dengan Bumi dan kapal angkasa lain. Motor digunakan untuk mengorientasikan satelit dan kapal angkasa supaya ia boleh berkomunikasi dengan betul dengan Bumi dan kapal angkasa lain.
• Susunan suria:
  Ia digunakan untuk menggerakkan satelit dan kapal angkasa, dan dikawal oleh motor untuk menghalakannya ke arah matahari supaya ia dapat menangkap sebanyak mungkin cahaya matahari.
• Pendorong:
  Pendorong ini digunakan untuk mengawal orbit satelit dan kapal angkasa. Pendorong ini terdiri daripada muncung yang digerakkan oleh motor.
  Apabila motor memacu muncung, gas bertekanan tinggi dikeluarkan dari muncung, yang memberikan tujahan kepada satelit atau kapal angkasa, memecutkannya.
• Roda Reaksi:
  Ia memainkan peranan penting dalam kawalan sikap dan kawalan orbit, dan terdiri daripada satu siri roda yang diputar oleh motor. Satelit buatan dan kapal angkasa memerlukan kawalan sikap yang tepat.
  Contohnya, jika kapal angkasa perlu menunjuk ke arah tertentu, memutarkan sebahagian roda tindak balas boleh mengawal pergerakan putaran badan kapal. Ia juga boleh digunakan untuk pelarasan halus di orbit atau untuk bergerak ke kedudukan tertentu.

Ini hanyalah beberapa contoh, tetapi motor merupakan peranti penting untuk pengendalian kapal angkasa dan satelit. Ia mengekalkan kebolehpercayaan dan ketepatan walaupun dalam persekitaran yang keras, dan memainkan peranan penting dalam kejayaan misi.

3. Apakah faedah menggunakan motor vakum?

​Sebelum ini, apabila menggunakan motor untuk menggerakkan objek dalam persekitaran vakum, suapan vakum (suapan putar) digunakan untuk menghantar pergerakan motor luaran ke dalam ruang vakum (ruang yang mengekalkan keadaan vakum).
Walau bagaimanapun, mesin pengenalan vakum mengambil banyak ruang, yang menimbulkan masalah.

Motor vakum boleh dipasang terus dalam persekitaran vakum, sekali gus menghapuskan keperluan untuk peranti pengenalan vakum dan membolehkan peralatan dibuat lebih kecil.

4. Langkah berjaga-jaga semasa menggunakan motor dalam vakum

Sekarang, kami akan menerangkan langkah berjaga-jaga yang perlu diambil semasa menggunakan motor di bawah keadaan vakum.

Risiko peningkatan suhu

Apabila elektrik mengalir melalui belitan motor, suhu belitan meningkat. Di atmosfera, haba keluar melalui perolakan udara, tetapi dalam vakum, di mana tiada udara, suhu meningkat dengan ketara. Atas sebab ini, langkah-langkah untuk mencegah penjanaan haba adalah penting.

Motor langkah vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Diperbuat daripada bahan tahan suhu tinggi (boleh digunakan secara berterusan pada suhu 200°C).

Risiko pengeluaran gas

Minyak pelincir dan minyak penyejuk meruap dalam vakum. Jika minyak yang meruap meresap ke dalam vakum, ia akan melekat pada permukaan pam vakum dan ruang vakum, yang mengakibatkan penurunan prestasi.
Selain itu, apabila pelincir menyejat, ia tidak lagi dapat mengekalkan pelinciran pada permukaan komponen seperti galas dan gear.

Tambahan pula, dalam motor standard, bebibir dan kurungan hujung dibuat melalui proses die-casting (teknik di mana aloi logam bukan ferus cair disuntik ke dalam acuan pada tekanan tinggi untuk membentuk produk), tetapi kaedah ini meninggalkan gelembung udara kecil di permukaan, yang boleh menyebabkan gas keluar.

Motor langkah vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Tiada minyak pencegah karat digunakan, seperti halnya dengan motor standard.
• Kami tidak menggunakan cat atau pelarut yang menyebabkan pengeluaran gas.
• Sebelum pemasangan, bahagian-bahagian tersebut dibakar untuk membuang sebanyak mungkin gas yang keluar, kemudian dibersihkan dan dipasang.
  (Membakar adalah proses di mana molekul gas, termasuk kelembapan, dilepaskan dengan memanaskan permukaan.)
• Bebibir dan pendakap hujung bukan tuangan acuan tetapi dimesin daripada aluminium padu.
• Galas bebola menggunakan gris vakum yang kurang berkemungkinan untuk meruap.

Tambahan pula, apabila digunakan dalam persekitaran vakum ultra tinggi, kami menyesuaikan galas dengan menggunakan pelinciran pepejal (hanya salutan pada cincin dalam, cincin luar dan bebola galas bebola).

Kebolehpercayaan Motor

Kegagalan motor dalam persekitaran vakum boleh menyebabkan masalah yang serius, terutamanya dalam aplikasi di mana pembaikan atau penggantian adalah sukar, dan kebolehpercayaan yang sangat tinggi diperlukan.

Motor langkah vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Dengan mengambil kira pekali pengembangan haba setiap bahagian, sebagai contoh, bahan dengan pekali pengembangan haba yang serupa digunakan untuk stator dan bebibir, yang membolehkan ketepatan pemasangan dikekalkan walaupun pada suhu tinggi.

Kecekapan motor

Oleh kerana haba sukar untuk hilang dalam persekitaran vakum, adalah penting bagi motor untuk menghasilkan tork yang tinggi dengan kuasa yang sesedikit mungkin, jadi adalah perlu untuk memilih motor yang sangat cekap.

Motor langkah vakum SANYO DENKI CO., LTD.

• Reka bentuk ini meminimumkan kerugian akibat arus penggulungan.
• Reka bentuk ini meminimumkan kerugian yang berlaku dalam teras motor.

5. Pengenalan motor langkah vakum SANYO DENKI CO., LTD. (2 fasa dan 5 fasa)

Ciri-ciri

• Motor langkah ini boleh dipacu terus dalam persekitaran vakum tanpa memerlukan pengenalan vakum.
• Penggerak ini sesuai untuk persekitaran vakum dan membolehkan kawalan kedudukan berketepatan tinggi yang mudah.
• Ia boleh disesuaikan agar sesuai dengan pelbagai tekanan persekitaran, daripada vakum rendah hingga vakum ultra tinggi.
• Suhu rintangan haba ialah 200°C.

Garis panduan tekanan yang boleh digunakan

Tujuan

Peralatan pembuatan semikonduktor, mikroskop elektron, pemecut, penganalisis sinaran sinkrotron, lengan robot kapal angkasa, dsb.

Saiz Motor

□42 mm hingga □86 mm
Kami boleh menyediakan motor yang disesuaikan sepenuhnya untuk memenuhi keperluan anda. Sila hubungi kami untuk maklumat lanjut.

Kebolehsuaian

Persekitaran penggunaan vakum berbeza dari pelanggan ke pelanggan.
Di SANYO DENKI CO., LTD., kami boleh menyediakan pelbagai pengubahsuaian untuk memenuhi keperluan anda. Sila hubungi kami untuk maklumat lanjut.

Contoh projek penyesuaian SANYO DENKI CO., LTD.:

• Peralatan pemeriksaan wafer semikonduktor/Penyesuaian bahan kabel
• Lengan Robot Stesen Angkasa/Disesuaikan Sepenuhnya
• Peralatan pemendapan vakum/Penyesuaian kepada motor langkah bergear
• Penyesuaian mikroskop elektron/motor langkah bergear
• Peralatan berkaitan kuasa nuklear/Penyesuaian tahan radiasi untuk motor langkah
• Peralatan/penyesuaian percikan LCD kepada motor langkah bergear, dsb.

Kerjasama: SANYO DENKI CO., LTD. Kumpulan Perniagaan Sistem Servo, Ibu Pejabat Jualan, Jabatan Reka Bentuk 1, Bahagian Sistem Servo

公開日：2024-05-30 00:00