Perinteiset hihna- tai ruuvikäyttöiset järjestelmät toimivat hyvin useimmissa lineaarisen liikkeen sovelluksissa. Ongelmia voi kuitenkin syntyä, kun tarvitaan pidempiä lineaarisia etäisyyksiä.

Hihnakäyttöiset järjestelmät ovat ilmeinen valinta, kun tarvitaan pitkiä lineaarisia liikkeitä. Näissä suhteellisen yksinkertaisissa järjestelmissä käytetään hihnapyöräkäyttöä hihnan jännityksen luomiseen, ja ne voidaan nostaa nopeasti suuriin nopeuksiin. Kuitenkin, kun nämä järjestelmät saavuttavat pidempiä iskuja, hihnat voivat aiheuttaa ongelmia. Jännitystä ei voida ylläpitää koko järjestelmän pituudella.

Myös itse kumi- tai muovihihnat antavat järjestelmässä paljon periksi. Tämä joustavuus koko järjestelmän pituudella voi aiheuttaa tärinää tai joustamista, mikä saa aikaan vaunuun piiskaamisen. Jos tietty prosessi ei pysty käsittelemään tätä, ruuvikäyttöinen järjestelmä voi olla parempi vaihtoehto. Ruuvikäyttöisissä järjestelmissä on kiinteä mekaaninen elementti, joka varmistaa vaunun täydellisen hallinnan kaikkina aikoina tarkalla pysäytyksellä ja sijoittelulla.

Turvallisuus on toinen ruuvikäyttöisten järjestelmien etu. Hihnakäyttöiset järjestelmät ovat vähemmän turvallisia, koska hihna voi katketa. Tällainen vika olisi hallitsematon, ja pystysovelluksissa kuorma voisi pudota ja vahingoittaa koneita tai jopa henkilöstöä. Ruuvikäyttöisessä järjestelmässä tätä ongelmaa ei ole. Ruuvikäyttöinen järjestelmä pysäyttäisi kuorman putoamisen ja varmistaisi turvallisuuden jopa vian sattuessa.

Historiallisesti ruuvikäyttöisten järjestelmien ongelmana on ollut pitkien iskunpituuksien saavuttamisen vaikeus. Ruuvikäyttöisiä järjestelmiä voidaan yleensä toimittaa jopa 6 metrin pituuksiksi käyttämällä laakerilohkoja tukemaan ruuvia ja pysäyttämään kaikki piippausvaikutukset suuremmilla pyörimisnopeuksilla. Pienemmilläkin nopeuksilla pidemmät ruuvit tarvitsevat tukea oman painonsa aiheuttamaa taipumista vastaan. Tämä laakerilohkon tukijärjestelmä koostuu perinteisesti lohkopareista, jotka on yhdistetty tangolla tai langalla. Parit liikkuvat yhdessä lineaarista liikejärjestelmää pitkin.

Kun järjestelmä vaatii pidemmän iskun, voidaan lisätä lisää laakerilohkopareja tukemaan ruuvia säännöllisin jakoin sen pituudella. Jopa kolmen tai jopa neljän parin työskentely yhdessä voi olla käytännöllistä, mutta tankojen tai johtojen yhdistäminen lohkojen väliin tulee vaikeaksi tämän määrän jälkeen.

Pidemmät vedot

Ensimmäinen haaste pidemmän iskun saavuttamiselle on luoda järjestelmä, joka voi tarjota enemmän tukipisteitä pidemmälle ruuville. Eräs ratkaisu on luopua lohkojen liitetystä järjestelmästä ja sen sijaan käyttää järjestelmää, jossa lohkot voivat painua yhteen ja erottua tarvittaessa. Kun lohkot saavuttavat asetusasennon, ne pysyvät siellä ohjaamassa ja tukemassa ruuvia. Tällaisessa järjestelmässä voidaan toteuttaa 10, 12 tai jopa 13 tukipistettä laakerilohkopareilla. Tämä kuularuuvin tai lyijyruuvin tukijärjestelmä mahdollistaa pitkiä matkoja ilman taipumista tai lyömistä.

Jos haluat ylittää 6 metrin pituuden, seuraava haaste on luoda pidempi ruuvi. Käytettävissä olevien raaka-aineiden rajoitusten vuoksi ruuveja valmistetaan kuitenkin normaalisti vain 6 metriin asti. Joten miten voidaan saavuttaa yli 10 metrin iskunpituus? Vastaus on kiinnittämällä kaksi ruuvia yhteen ja käyttämällä joitain tarkkoja valmistustekniikoita.

Lyijyruuvit ja kuularuuvit valmistetaan valssauslinjalla, ja jokainen osa voidaan valmistaa hieman erilaisella lyijypoikkeamalla. Kahden osan yhdistämiseksi on siksi voitettava erot lyijyn poikkeamissa. Jotta kaksi ruuvia voidaan liittää onnistuneesti, on käytettävä mahdollisimman tarkkoja kuularuuveja pienimmällä mahdollisella poikkeamalla. Kuularuuvit on koneistettava tarkasti, jotta lämpö ei pääse osaan eikä muuta halkaisijaa tai lyijygeometriaa. Jo 0,01 tai 0,001 millimetrin poikkeama voi aiheuttaa ongelmia lopulliselle järjestelmälle.

Koneistuksen jälkeen ruuvit liitetään yhteen tapin ja reiän avulla niin, että kahden johtimen välinen poikkeama on minimaalinen. Lopuksi ne kiinnitetään erittäin lujalla liimalla. (Ruuvien hitsaaminen yhteen muuttaisi jälleen geometriaa ja aiheuttaisi ongelmia.)

Ruuvikäyttöisiä järjestelmiä, joissa on kokoontaitettava tukilohkojärjestelmä ja tarkkuusvalmistetut ruuvit, voidaan valmistaa vähintään 10,8 metrin pituisina. Järjestelmän, jonka iskunpituus on 2–3 metriä, maksiminopeus olisi noin 4 000 rpm. Normaalisti pidemmässä järjestelmässä pyörimisnopeutta joutuisi laskemaan huomattavasti piiskauksen välttämiseksi. Mutta lisätukien avulla jopa 10 metriä pitkä ruuvikäyttöinen järjestelmä voi toimia 4 000 rpm:llä.

Pitkät sovellukset

Ruuvikäyttöisiä järjestelmiä, joilla on pitkät iskunpituudet, käytetään monilla eri aloilla tarkan lineaarisen paikantamisen aikaansaamiseksi. Hyvä esimerkki on automatisoitu metalliputkien ja -putkien hitsausjärjestelmä. Hitsaussuuttimen tarkka sijoittaminen pitkillä kulkumatkoilla vaaditaan. Sovelluksissa, joissa hitsataan korkealaatuisia materiaaleja, kuten titaania, toimenpide suoritetaan tyhjiössä metallin hapettumisen välttämiseksi.

Monet autoteollisuuden sovellukset vaativat pitkiä matkoja. Esimerkiksi kuusiakseliset robotit asennetaan usein pitkätahtisiin lineaarisiin toimilaitteisiin hitsaus- tai konehuoltotoimenpiteitä varten. Vaikka nopeus ei välttämättä ole kriittinen tekijä robottikäsivarsien kuljetuksessa, tarvitaan pitkää pituutta ja erittäin tarkkaa paikannusta.

Optisen kaapelin valmistus on nopeaa, jatkuvaa toimintaa, jota ei voida pysäyttää vaarantamatta valmistettavien kuitujen laatua. Kaapelit kelataan suurille keloille. Kun yksi kela on täynnä, se on vaihdettava nopeasti tuotteen häviämisen minimoimiseksi. Tarkkuus ja nopeus ovat tärkeitä prosessin tehokkuuden kannalta. Pitkät ruuvikäyttöiset järjestelmät voivat tarjota molempia tässä sovelluksessa sekä kyvyn käsitellä rullien raskasta kuormaa.

Kaikki sovellukset, jotka vaativat raskaan kaluston liikuttamista pystytasossa, hyötyvät lineaariruuvin jäykkyydestä ja vikaturvallisesta toimivuudesta. Esimerkiksi lentokoneteollisuudessa erittäin tarkkoja kameroita liikutetaan ylös ja alas. Ruuvit kantavat raskaan painon turvallisesti ja tarkasti. Tällaisissa sovelluksissa käytetään erityisiä pallonohjainjärjestelmiä, joissa on halkaisijaltaan suuria palloja ottamaan vastaan ​​dynaamisen kuormitusmomentin.

Parannuksia olemassa oleviin järjestelmiin

Monissa pitkäpituisissa lineaariliikesovelluksissa kuularuuvi jätetään täysin auki. Tällaisissa järjestelmissä on kaksi yleistä ongelmaa: Joko järjestelmä ei voi toimia halutulla nopeudella tai järjestelmää on vaikea ylläpitää, koska avoin ruuvi houkuttelee pölyä ja roskia, mikä vaatii säännöllistä puhdistusta kuulamutterin ennenaikaisen rikkoutumisen välttämiseksi.

Tällaisissa sovelluksissa pinotun laakerilohkokokoonpanon tarjoama lisätuki tarkoittaa, että ruuvia voidaan käyttää paljon suuremmalla nopeudella. Puhdistus- ja luotettavuusongelmat voidaan ratkaista kannetulla, tiivistetyllä järjestelmällä, joka suojaa ruuvia ja vähentää merkittävästi huoltotarvetta. Mukana oleva ruuvi on suojattu pölyltä ja roskilta, ja ilman säännöllistä puhdistusta se voi säilyttää optimaalisen suorituskyvyn ja luotettavuuden.

Tällaisessa järjestelmässä vaunu voidaan varustaa poratuilla kanavilla ja liittää rasvanipalla. Tämä mahdollistaa voitelun yhdestä kohdasta ilman, että koteloa tarvitsee avata. Koska yksikköä ei tarvitse koskaan avata, järjestelmään voi tunkeutua rajoitettu määrä pölyä tai vettä. Se on suojattu myös likaisimmissa ympäristöissä.