Para la mayoría de las aplicaciones de movimiento lineal, los sistemas convencionales impulsados ​​por la correa o los tornillos funcionan bien. Sin embargo, pueden surgir problemas cuando se requieren distancias lineales más largas.

Los sistemas impulsados ​​por la correa son una opción obvia cuando se requieren movimientos lineales largos. Estos sistemas relativamente sencillos usan unidades de polea para crear tensión a lo largo de la correa, y pueden llevarse rápidamente a altas velocidades. Sin embargo, a medida que estos sistemas alcanzan golpes más largos, pueden surgir problemas con los cinturones de flacidez. La tensión no se puede mantener a lo largo del sistema.

También hay mucho ceder en el sistema de las correas de goma o plástico. Esta flexibilidad a lo largo del sistema puede causar vibraciones o brotes, lo que crea un efecto de batir en el carro. Si un proceso específico no puede manejar esto, un sistema impulsado por tornillos puede ser una mejor opción. Los sistemas impulsados ​​por el tornillo tienen un elemento mecánico fijo que garantiza un control completo del carro en todo momento con una parada y posicionamiento exactos.

La seguridad es otra ventaja de los sistemas impulsados ​​por los tornillos. Los sistemas impulsados ​​por la correa son menos seguros debido a la posibilidad de que se rompa el cinturón. Tal falla no estaría controlada y, en aplicaciones verticales, la carga podría caer y dañar la maquinaria o incluso el personal. Un sistema impulsado por tornillos no tiene ese problema. Incluso al fallar, un sistema impulsado por tornillos evitaría que la carga caiga y garantizaría la seguridad.

Históricamente, el problema con los sistemas impulsados ​​por los tornillos ha sido la dificultad de alcanzar una longitudes de carrera más largas. Los sistemas basados ​​en tornillos comúnmente se pueden proporcionar en longitudes de hasta 6 metros usando pares de bloques de rodamiento para soportar el tornillo y detener cualquier efecto de batir a velocidades de rotación más altas. Incluso a velocidades más bajas, los tornillos más largos necesitan soporte contra la flexión causada por su propio peso. Este sistema de soporte de bloques de cojinetes consiste tradicionalmente en pares de bloques conectados con una varilla o alambre. Las parejas se mueven juntas a lo largo del sistema de movimiento lineal.

Cuando un sistema requiere una carrera más larga, se pueden agregar más pares de bloques de rodamiento para soportar el tornillo en divisiones regulares a lo largo de su longitud. Tener hasta tres o incluso cuatro pares trabajando juntos puede ser práctico, pero conectar las barras o cables entre los bloques se vuelve difícil más allá de este número.

Trazos más largos

El primer desafío para lograr un accidente cerebrovascular más largo es crear un sistema que pueda ofrecer más puntos de soporte para el tornillo más largo. Una solución es eliminar el sistema conectado para los bloques y, en su lugar, usar un sistema en el que los bloques pueden colapsar entre sí y separarse cuando sea necesario. Una vez que los bloques alcanzan su posición establecida, permanecen allí para guiar y soportar el tornillo. En dicho sistema, se pueden realizar 10, 12 o incluso 13 puntos de soporte con pares de bloques de rodamiento. Este sistema de soporte para el tornillo de bolas o el tornillo de plomo puede permitir largas distancias de viaje sin doblar ni azotar.

Para ir más de 6 metros de longitud, el próximo desafío es crear un tornillo más largo. Sin embargo, debido a las restricciones en la materia prima disponible, los tornillos solo se producen normalmente hasta 6 metros de longitud. Entonces, ¿cómo se puede lograr una longitud de accidente cerebrovascular de más de 10 metros? La respuesta radica en unir dos tornillos y emplear algunas técnicas de fabricación precisas.

Los tornillos de plomo y los tornillos de pelota se fabrican en una línea de rodadura, y cada parte se puede producir con una desviación de plomo ligeramente diferente. Para unir dos partes, por lo tanto, las diferencias en la desviación del plomo deben superarse. Para que se unan con éxito dos tornillos, se deben usar los tornillos de bolas de mayor precisión con la desviación más pequeña posible. Los tornillos de pelota deben mecanizarse con precisión, asegurando que el calor no ingrese a la pieza y altere el diámetro o la geometría de plomo. Incluso una desviación tan pequeña como 0.01 o 0.001 milímetro puede crear problemas para el sistema final.

Después del mecanizado, los tornillos se casan juntos usando un grifo y un agujero con una desviación mínima entre los dos cables. Finalmente se aseguran usando adhesivo de alta resistencia. (Soldar los tornillos juntos alteraría nuevamente la geometría y crearía problemas).

Los sistemas impulsados ​​por tornillos con sistemas de bloques de soporte plegables y tornillos fabricados con precisión se pueden hacer en longitudes de 10.8 metros o más. Un sistema con una longitud de carrera de 2 a 3 metros tendría una velocidad máxima de alrededor de 4.000 rpm. Normalmente con un sistema más largo, la velocidad de rotación tendría que bajar considerablemente para evitar batir. Pero, con soportes adicionales, un sistema impulsado por tornillos de hasta 10 metros de largo puede funcionar a 4.000 rpm.

Aplicaciones de larga duración

Los sistemas impulsados ​​por tornillos con longitudes de carrera largas se utilizan en una amplia gama de industrias para proporcionar un posicionamiento lineal preciso. Un buen ejemplo es un sistema de soldadura automatizado para tuberías y tubos de metal. Se requiere un posicionamiento preciso de una boquilla de soldadura en largos longitudes de viaje. En aplicaciones donde se están soldando materiales de alta calidad, como el titanio, la operación se lleva a cabo en el vacío para evitar la oxidación del metal.

Muchas aplicaciones en la industria automotriz requieren largos períodos de viaje. Por ejemplo, los robots de seis ejes a menudo se montan a actuadores lineales de accidente cerebrovascular para soldadura o operaciones de tendencia a las máquinas. Aunque la velocidad puede no ser un factor crítico para transportar brazos de robot, se requiere una longitud larga y un posicionamiento muy preciso.

La fabricación de cable óptico es una operación continua de alta velocidad que no se puede detener sin poner en peligro la calidad de las fibras que se están produciendo. Los cables se colocan en grandes carretes. Cuando un carrete está lleno, debe reemplazarse rápidamente para minimizar la pérdida del producto. La precisión y la velocidad son vitales para la eficiencia del proceso. Los sistemas largos dirigidos por tornillos pueden ofrecer tanto en esta aplicación, junto con la capacidad de manejar la carga pesada de los carretes.

Cualquier aplicación que requiera el movimiento de equipos pesados ​​en el plano vertical se beneficia de la rigidez y la funcionalidad a prueba de fallas de un tornillo lineal. En la industria de los aviones, por ejemplo, las cámaras de alta precisión se mueven hacia arriba y hacia abajo. Los tornillos llevan el peso pesado de forma segura y precisa. En tales aplicaciones, los sistemas especiales de guía de bola con bolas de gran diámetro se utilizan para tomar el momento de carga dinámica.

Mejoras a los sistemas existentes

En muchas aplicaciones de movimiento lineal de larga duración, el tornillo de bolas se deja completamente abierto. Hay dos problemas comunes con tales sistemas: el sistema no puede funcionar a la velocidad deseada, o el sistema es difícil de mantener, ya que el tornillo abierto atrae polvo y desechos, que requiere una limpieza regular para evitar la falla prematura de la tuerca de la bola.

En tales aplicaciones, el soporte adicional proporcionado por la configuración del bloque de cojinetes apilados significa que el tornillo puede operarse a una velocidad mucho más alta. Los problemas de limpieza y confiabilidad se pueden resolver utilizando un sistema cubierto y sellado que protege el tornillo y ofrece reducciones significativas en los requisitos de mantenimiento. El tornillo cerrado está protegido de la entrada de polvo y escombros y, sin limpieza regular, puede mantener un rendimiento y confiabilidad óptimos.

En dicho sistema, el carro se puede equipar con canales perforados y conectarse con un pezón de grasa. Esto permite la lubricación desde un solo punto sin tener que abrir la carcasa. Debido a que la unidad nunca tiene que abrirse, las cantidades limitadas de polvo o agua pueden penetrar el sistema. Está protegido incluso en los entornos más sucios.