Iskun pituus, nopeus, tarkkuus, asennus, huolto.

Työskentelet sovelluksen parissa, joka vaatii lineaarista liikettä – ehkä se on poiminta ja paikka -kokoonpanojärjestelmä, pakkauslinja tai portaali materiaalin siirtoon – mutta suunnittelet oman toimilaitteen alusta alkaen, hankit eri osia, kiinnität ja kohdistat komponentit ja huoltojärjestelmän toteuttaminen ei ole tehokasta ajankäyttöäsi. Aloitat esisuunniteltujen ja valmiiksi koottujen lineaaritoimilaitteiden tarkastelun, mutta vaihtoehtoja tyypin, koon ja toimintaperiaatteen suhteen on niin paljon, että on vaikea tietää, mistä aloittaa valintasi.

Ensimmäinen askel kentän kaventamisessa on valita, mikä käyttömekanismi sopii parhaiten sovellukseesi. Useimmat valmistajat tarjoavat vähintään kaksi käyttövaihtoehtoa, joista hammashihna ja kuularuuvi ovat yleisimmät, kun taas pneumaattiset ja lineaarimoottorikäytöt palvelevat niche-sovelluksia. Alla on viisi tekijää, jotka auttavat valitsemaan kahden yleisimmän toimilaitteen – hammashihnan ja kuularuuvin – välillä.

1. Iskun pituus

Etäisyys, jonka toimilaite tarvitsee liikkua yhteen suuntaan, eli iskunpituus, on ensimmäinen vaatimus, joka on otettava huomioon valittaessa kuularuuvin tai hihnakäytön välillä. Kuularuuvitoimilaitteita löytyy yleensä enintään 1000 mm:n pituisilta, vaikka halkaisijaltaan suurempia kuularuuveja voidaan käyttää jopa 3000 mm:n pituisina. Tätä rajaa säätelee ruuvin kriittinen nopeus. Kun ruuvin pituus kasvaa, sen kriittinen nopeus eli nopeus, jolla ruuvi alkaa kohdata taivutusvärähtelyjä, pienenee. Yksinkertaisesti sanottuna, kun ruuvi pitenee ja kääntyy nopeammin, se alkaa "piiskaa" kuin hyppynaru.

Hammashihnakäyttöisissä toimilaitteissa hihnan kiristyskyky rajoittaa maksimipituutta. Käyttämällä hihnoja, joilla on suurempi leveys (enemmän kosketuspinta-alaa) ja suurempi hammasväli, hihnakäyttötoimilaitteita löytyy yleisesti sovelluksista, joissa vaaditaan 10–12 metrin iskunpituus.

2. Nopeus

Toinen kriittinen tekijä toimilaitteen valinnassa on nopeus. Useimpien hihnakäyttöisten toimilaitteiden maksiminopeus on 5 m/s. Tähän rajaan vaikuttaa ohjausjärjestelmä, joka käyttää yleisimmin kierrätyslaakereita. Sovelluksissa, jotka vaativat suurempia nopeuksia, jopa 10 m/s, voidaan käyttää hihnakäyttöä yhdessä esikuormitettujen pyörien tai nokkarullien kanssa kierrätyslaakereiden sijaan.

Kuten edellä mainittiin, kuularuuvikäyttöisessä toimilaitteessa kriittinen nopeus pienenee pituuden kasvaessa. Yleensä kuularuuvitoimilaitteet voivat saavuttaa jopa 1,5 m/s nopeuden alle 1 metrin iskupituuksilla. Palloruuvituet voivat lisätä jäykkyyttä vähentämällä ruuvin tukematonta pituutta, jolloin toimilaite voi saavuttaa suuremmat nopeudet ja pidemmät pituudet. Kun harkitset kuularuuvitukia, kysy valmistajalta apua tarvittavien nopeus- ja pituuslaskelmien tekemisessä.

3. Tarkkuus

Tarkkuudella tarkoitetaan laajasti joko matkatarkkuutta (jossa vaunu tai satula on avaruudessa liikkeen aikana), paikannustarkkuutta (kuinka lähelle toimilaite saavuttaa kohdeaseman) tai toistettavuutta (kuinka tarkasti toimilaite saavuttaa saman asennon jokaisella aivohalvaus). Vaikka toimilaitteen rakenne, pohja ja asennus vaikuttavat voimakkaasti kulkutarkkuuteen, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat ensisijaisesti käyttömekanismin toimintoja.

Kuulalauveilla, varsinkin jos ne on esikuormitettu, on jäykkyytensä vuoksi parempi paikoitustarkkuus kuin hihnakäytöillä. Asennuksen ”epätarkkuus” voidaan kuitenkin mitata ja kompensoida toimilaitteen ohjausjärjestelmässä. Tästä syystä toistettavuudesta (kyky saavuttaa sama sijainti jokaisella vedolla) tulee usein tärkein tekijä erittäin tarkoissa sovelluksissa. Korkean toistettavuuden kannalta käyttömekanismin jäykkyys on kriittinen, joten esikuormitettu kuularuuvi- ja mutterikokoonpano on parempi valinta.

4. Asennus

Joissakin tapauksissa toimilaitteen asennussuunta määrää, mikä käyttömekanismi on paras. Sekä hihna- että kuularuuvikäytöt soveltuvat vaakasuoraan ja vinoon asennukseen, mutta pystysuoraa asennusta vaativat sovellukset vaativat tarkempaa arviointia.

Vaikka jokainen järjestelmä, joka siirtää kuormaa pystysuunnassa, tarvitsee sisäänrakennetut turvamekanismit, kuularuuvikäyttöjä pidetään usein turvallisempina kuin hihnakäyttöjä pystykuormien kuljettamiseen. Tämä johtuu siitä, että kuularuuvit, riippuen kuormituksesta, ruuvin johdosta ja kitkasta järjestelmässä, eivät halua taaksepäin ajaa tai "vapaata pudotusta", jos jarrussa on vika tai järjestelmä vaurioituu katastrofaalisesti. Kun hihnakäyttöinen toimilaite tarvitaan pystysuorassa sovelluksessa, ulkoista jarrua tai vastapainoa on harkittava vakavasti.

5. Huolto

Lineaaristen toimilaitteiden vikojen ensisijainen syy on voitelun puute. Sekä kuularuuvi- että hihnakäytön toimilaitteet vaativat ohjausjärjestelmän voitelua ajoittain, mutta kuularuuvit tuovat mukanaan toisen osan, jonka oikeaa voitelua on valvottava. Jotkut valmistajat ovat ratkaisseet tämän tarjoamalla järjestelmiä, jotka on voideltu koko elinkaaren ajan (jossa käyttöikä määritellään asetettuna matkamatkana tai kierrosten lukumääränä tietyllä kuormalla, nopeudella ja ympäristöllä), mutta monet sovellukset jäävät näiden määritettyjen parametrien ulkopuolelle ja vaativat voitelu jossain vaiheessa niiden käyttöiän aikana.

Vaikka hihnakäyttöisten toimilaitteiden etuna on vähemmän huollettavia osia, kun ympäristössä on pölyä tai lastuja, etsi toimilaitteen rakenne, joka minimoi mahdollisen saastumisen pääsyn hihnapyörän koteloihin. Tämä varmistaa hihnapyörän laakereiden pidemmän käyttöiän ja vähentää itse hihnan kulumista.

Sekä hihnakäytöllä että kuularuuvikäytöllä on suorituskykyetuja. Kun teet alkuvalintaa, muista, että hihnakäytöt ovat yleensä parempi valinta pitkille töille ja suurille nopeuksille, kun taas kuularuuvikäytöt ovat parempia sovelluksiin, jotka vaativat suurta toistettavuutta tai pystysuoraa asennusta. Joissakin sovelluksissa kumpi tahansa käyttömekanismi täyttää yllä kuvatut kriteerit. Näissä tapauksissa valmistaja voi opastaa sinua oikean toimilaitteen valinnassa kehittyneiden tekijöiden, kuten kiihtyvyyden, asettumisajan tai ympäristöolosuhteiden, perusteella.