Unterschiede zwischen traditionellen Rack- und Pinion-Twin-Laufwerken, Split-Pinion-basierten Designs und Roller-Pinion-Systemen.

Von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Werkzeugmaschinen, Glasschneiden, medizinisch und mehr hängen die Herstellungsprozesse von der zuverlässigen Bewegungsregelung ab. Die von diesen Anwendungen erforderliche Geschwindigkeit und Präzision sind verschiedene servo-kontrollierte lineare Antriebssysteme.
Ein übliches Setup kombiniert Servokontrollen mit einem traditionellen Involumenten -Rack und Ritzel. Letzteres kann einen Abstand zwischen Rack- und Zahnradzähne erfordern, um Marmeladen und übermäßige Verschleiß zu vermeiden, oder um Umgebungsänderungen (z. B. eine Temperaturverschiebung von 10 °) können das System mit Ausdehnung der Zahnradzähne einsperrt. Andererseits führt die Clearance zu Rückschlägen, was dem Fehler entspricht.

Freigabeprobleme in Zwillings- und Split -Ritzeln
Bei Präzisionsanwendungen besteht eine typische Clearance-Fix darin, einen zweiten Ritzel hinzuzufügen, der in die andere Richtung anzieht-gegen das erste System, um als Steuerung zu fungieren.

Eine Iteration dieser Idee ist die Verwendung eines Split -Pinion. Hier wird ein Ritzel im Wesentlichen die seitliche Mitte reduziert, wobei eine Feder zwischen den beiden Hälften positioniert ist. Während sich der Split -Ritzel entlang eines Racks bewegt, drückt die erste Hälfte des Ritzels auf einer Seite eines Rack -Zahnzahns und der anderen Hälfte auf dem nächsten Rack -Zahn. Auf diese Weise beseitigt ein Split-Pinion-Setup Rückschläge und Fehler.

Hier, da nur die Hälfte des Ritzels Arbeit leistet - während die andere Hälfte als Kontrolle fungiert - ist die Drehmomentkapazität begrenzt. Da die Antriebsdynamik die Kraft der Feder überwinden muss, tritt der Bewegungsverlust auf, was die Gesamtwirkungsgrad verringert. Während der Beschleunigung kann die Feder auch eine geringfügige, abbauende Bewegungsgenauigkeit ergeben. Wenn der Ritzel gestoppt wird, um einen Betrieb wie das Bohren durchzuführen, kann sich das Federsystem im Ritzel leicht biegen, anstatt starr zu bleiben.

Eine weitere Clearance-Korrektur besteht aus einem Twin-Pinion-System. In dieser Anordnung bewegen sich zwei separate Ritzel entlang desselben Racks. Die Pinions handeln in einer Meister-/Sklavenmode, wobei der führende (Master) Ritzel die Positionierung durchführt, und der zweite (Sklaven-) Stecker entgegenwirkende Gegenreaktionen. In der Regel werden die Ritzel elektronisch gesteuert, sodass die Genauigkeit gewartet wird und die Steuereinstellungen eingestellt werden können, um den Systemverschleiß auszugleichen.

Was ist der Haken? Twin-Pinion-Systeme können kostspielig sein, da Designer normalerweise einen zweiten Motor, einen Ritzel und ein Getriebe kaufen müssen. Der Design -Fußabdruck muss ebenfalls erhöht werden: Ein zweiter Motor erfordert mehr Länge, um das Fahren durchzuführen. Wenn ein Benutzer beispielsweise das Bewegungssteuerungssystem benötigt, um einen Meter hin und her zu erwidern, ist eine Racklänge von 1,2 oder 1,3 m erforderlich, um den zweiten Ritzel aufzunehmen, der 200 bis 300 mm hinter dem ersten fährt. Schließlich sind die Kosten für die Leistung von zwei Motoren in einem typischen Lebenszyklus von fünf bis 10 Jahren erheblich.

Der backlasfreie Betrieb von Roller-Pinion-Laufwerken eignet sich für Langstreicheranwendungen wie diese Routing-Maschine.
Eine andere Option: Roller Peinions
Die Roller-Ritzel-Technologie umfasst einen Ritzel, der aus mit Lager unterstützten Walzen besteht, die ein Rack mit einem individuellen Zahnprofil ansprechen. Zwei oder mehr Walzen verbinden sich zu jeder Zeit mit den Opposition mit Rack-Zähnen, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen als Split-Ritzel- und Ritzelantriebssysteme Betrieb mit mehr als 99% Effizienz bei der Umwandlung der Drehung in lineare Bewegungen.

Der Rollritzel besteht aus mit Lager unterstützten Walzen, die ein individuelles Zahnprofil ansprechen.
Das Design hat auch keinen Frühling, um die Genauigkeit zu kollabieren und zu beeinträchtigen, und bei der Überwindung einer Frühlingskräfte geht keine Effizienz verloren. Darüber hinaus erfordert die Rolleraktion keinen Abstand. Daher beseitigt sie Rückschläge und Fehler. Im Gegensatz dazu muss für ein traditionelles Rack- und Ritzelsystem ein Ritzelzahn von einer Seite eines Rack -Zahnzahns abdrücken und sofort auf die nächste Seite des Zahns gehen.

Ein Rollritzel flüscht gleichzeitig unterschiedliche Zähne, spreizt eine Seite eines Zahns und legte mit einer anderen den Clearance. Es ist kein zweiter Ritzel erforderlich, um dem ersten entgegenzuwirken; Ein Ritzel überträgt genau die erforderliche Drehmomentkapazität.

Auch auf der basierte Rollen-Pinion-Basis erweitern die Lebensdauer und verringern die Wartung. In langsameren Anwendungen kann das System ohne Schmierung ausgeführt werden. Herkömmliche Gestelle tragen im Laufe der Zeit ab und erfordern eine Ausgleich für Positionsgenauigkeit und Drehmoment, aber Roller -Ritzel behalten die Genauigkeit bei. Die Ritzer beider Ausstattungen erfordern einen regelmäßigen Austausch, aber zumindest im Vergleich zu Zwillingspezialitäten sind die Gesamtaustauschkosten für einen Rollritzer niedriger.

Anwendungsbeispiele
Berücksichtigen Sie die Produktion großer Flugzeugrumpfplatten. Diese Anwendung kann eine lange Reiselänge und eine hohe Präzision über Maschinen im Geletry-Stil erfordern. Roller-Pinion-Laufwerke liefern eine genaue lineare Positionierung über diese großen Strecken.

Im Gegensatz dazu können traditionelle Rack- und Ritzelpositionsgenauigkeit aufgrund der Freigabeanforderungen nicht ausreichend sein. Die minimale Freigabe hält die Genauigkeit über kurze Reiselängen aufrecht, aber das Design kann teuer für die Herstellung und Installation über lange Strecken sein. Ein Twin-Pinion-System (mit zwei gegeneinander vorgeladenen Ritzel) kann ebenfalls implementiert werden, ist jedoch teuer und erlaubt normalerweise nicht die unterschiedliche Freigabe, die über große Entfernungen auftritt.

Eine weitere häufige Verwendung eines Twin-Pinion-Systems besteht darin, einen Schneidkopf in einer Glasfaser-Routing-Maschine zu positionieren. Während das Twin-Pinion-Laufwerk in dieser Anwendung anfänglich gut funktionieren kann, kann die Kombination aus Glasfaserstaub und konstanter Rutschenreibung durch den gegnerischen Ritzel vorzeitigen Verschleiß verursachen. Durch die Verwendung eines Roll-Pinion-Systems, das das Rollen im Gegensatz zu Gleitleitungen nutzt, kann die Lebenserwartung um 300% oder mehr erhöht werden.

Eine Rotary-Version des Roll-Pinion-Systems kann auch zur Durchführung einer multi-Achsen-Positionierung verwendet werden. Hier werden mehrere Ritzel (alle unabhängig voneinander) an einem Gang montiert. Das Design nutzt weniger Platz als die Twin-Pinion-Laufwerke, die manchmal in diesen Anwendungen verwendet werden.