Haasteena mekaanisille automaatiojärjestelmille menneisyydessä on ollut pyörivän liikkeen onnistunut muuntaminen sähkö- tai mekaanisista moottoreista hyödyllisiksi lineaarisen liikkeen muodoiksi. Läpimurto tässä suhteessa, kuljetinhihnajärjestelmä oli yksi ensimmäisistä käyttökelpoisista toteutuksista pyörivän lineaarisen liikkeen muuntamiseksi käytettäväksi tuotantoympäristössä. Nämä järjestelmät pystyvät kuljettamaan monenlaisia ​​raaka-aineita ja työkappaleita paljon tehokkaammalla tavalla kuin aiemmin raakoja mekaanisia voimia käyttämällä, ja ne ovat erittäin hyödyllisiä tuotantoympäristöissä.

Nykyään merkittävä insinöörityö pyörivän liikkeen muuntamisen alalla on tuottanut monipuolisen luokan lineaarisia mekaanisia toimilaitteita, jotka ovat hyödyllisiä monissa kehittyneissä automaatiosovelluksessa. Haasteena on sopivan toimilaitteen valitseminen haluttuun toimintoon, olipa kyseessä sitten pelkkä raaka-aineen siirto valmistusympäristössä tai kehittyneempien liikejärjestelmien rakentaminen, jotka on suunniteltu siirtämään työkalut tarkkoihin asentoihin.

Oikean lineaarimekaanisen toimilaitteen valitsemiseksi on otettava huomioon joitakin tärkeitä näkökohtia, kuten haluttu kuormituskyky tai työntövoima ja tarvittava iskunpituus. Vaikka nämä ovat ensisijaisia ​​näkökohtia, myös muilla, kuten ylläpitotaakalla, on varmasti tärkeä rooli.

Kaksi laajalti käytettyä mekanisoitua lineaaritoimilaitetta erotetaan käyttömekanismeistaan ​​- hihnakäyttöiset ja kuularuuvikäyttöiset toimilaitteet. Molempia tyyppejä käytetään samantyyppisissä sovelluksissa, mutta ne eroavat toisistaan ​​merkittävästi toiminnaltaan. Jokaisella tyypillä on ainutlaatuiset vahvuudet ja tärkeät rajoitukset, jotka on otettava huolellisesti huomioon toimilaitetta valittaessa.

Hihnakäyttöiset toimilaitteet

Hihnakäyttöinen toimilaite toimii samoilla periaatteilla kuin kuljetinhihnajärjestelmä. Hihnakäyttö muuttaa pyörivän liikkeen lineaariseksi liikkeeksi kahden pyöreän hihnapyörän väliin kytketyn jakohihnan kautta. Jakohihna on yleensä valmistettu kuituvahvisteisesta elastomeerista, mutta vaativampiin sovelluksiin on saatavana monia muita hihnamateriaaleja. Hihnassa on hampaat, jotka ovat yhteydessä roottorin hihnapyöriin vääntömomentin tehokkaan siirtämiseksi ja liukumisen estämiseksi. Hihnakäyttö on suljettu alumiinirungon sisään, kun vaunu kulkee päällä, ja vetoakselin liitäntä sijaitsee tyypillisesti kohtisuorassa toimilaitteen sivuun nähden.

Palloruuvikäyttöiset toimilaitteet

Palloruuvikäyttöisen toimilaitteen perusperiaate on olennaisesti parannus lyijyruuvikäyttöiseen järjestelmään. Kuulalaakerikäyttöisissä toimilaitteissa kuularuuvin pyöriminen ohjaa kuulamutteria/asennettua vaunua johtuen siitä, että tapin ja kuularuuvin välinen rajapinta on olennaisesti kuulalaakerijärjestelmä, jossa mutterissa olevat karkaistut teräskuulat pyörivät pitkin rataa. nastasta. Hihnakäyttöisen toimilaitteen tapaan kuularuuvikäyttöisen toimilaitteen käyttökomponentit on suljettu alumiinirunkoon, kun vaunu liikkuu päällä. Toisin kuin hihnakäyttöiset toimilaitteet, vetoakselin liitäntä sijaitsee linjassa kuularuuvin kanssa toimilaitteen päässä.

Jokaisen vahvuudet ja rajoitukset

Hihnakäyttöiset toimilaitteet ovat yleensä edullisia sovelluksissa, jotka vaativat pitkiä kulkumatkoja, mikä voidaan saavuttaa kustannustehokkaammin kuin vastaavan pituisella kuularuuvikäyttöisellä toimilaitteella. Lisäksi hihnakäyttöinen toimilaite on yleensä tehokkaampi, sillä siinä on vähemmän kriittisiä liikkuvia osia, mikä tekee vähemmän työvoimavaltaista huoltoa. Tästä huolimatta hihnan riittävä kireys on kriittistä vääntömomentin oikean siirron varmistamiseksi, ja hihnan uudelleenkiristäminen määräaikaishuoltojaksoilla on yleensä tarpeen.

Vaihtoehtoisesti kuularuuviyksikkö muistuttaa läheisesti vierintäkuulalaakerijärjestelmää ja pystyy siten kantamaan suurempia kuormia ja saavuttamaan suuremman työntövoiman. Tästä syystä kuularuuvikäyttöiset toimilaitteet ovat ihanteellisia sovelluksiin, joissa suurten, raskaiden kuormien sijoittaminen voi olla tarpeen korkean tarkkuuden saavuttamiseksi. Palloruuvin säännöllinen voitelu saattaa olla tarpeen toimilaitteen rakenteesta riippuen.

Kahden toimilaitetyypin lisävertailu paljastaa hihnakäyttöisen toimilaitteen lisähaittoja sen yksinkertaisuudesta ja tehokkuudesta huolimatta. Huomattavasti paksumpia hihnoja tarvitaan suurempiin kuormitus-/työntövoimavaatimuksiin. Hihnat ovat myös alttiita iskukuormituksille, vaikka tätä huolta voidaan jossain määrin lieventää valitsemalla hihnan materiaalit huolellisesti, mikä voi lisätä lujuutta joustavuuden kustannuksella. Lisäksi johtuen hihnan venymäalttiudesta kuularuuvitoimilaitteiden asemointitarkkuus on yleensä parempi kuin hihnakäyttöisten toimilaitteiden. Tämän vuoksi kuularuuvikäyttöiset toimilaitteet ovat suositeltavia sovelluksissa, jotka vaativat suurta luotettavuutta ja toistettavuutta pitkiä aikoja. Palloruuvikäyttöiset toimilaitteet ovat ensisijainen valinta suuriin kiihtyvyyteen ja suuriin työntövoimavaatimuksiin, koska hihnapyörä on alttiina luisumiselle roottorilla tällaisten toistuvien vaatimusten alla.

Yhteenvetona voidaan todeta, että kuularuuvikäyttöiset toimilaitteet ovat parempi valinta sovelluksissa, joissa vaaditaan suuria kuormitus- ja/tai työntövoimia sekä erittäin tarkka paikannus. Korkean hyötysuhteensa ja yksinkertaisuutensa ansiosta hihnakäyttöiset toimilaitteet ovat kuitenkin parempi valinta sovelluksiin, joissa kuormitus on pienempi, erityisesti silloin, kun tarvitaan suurempia nopeuksia. Hihnakäyttöiset toimilaitteet voivat olla myös kustannustehokas ratkaisu pitkäiskusovelluksiin. Vaikka tehtävä valinta hihnakäyttöisten ja kuularuuvikäyttöisten mekaanisten toimilaitteiden välillä saattaa tuntua pelottavalta. Ensi silmäyksellä jokaisen mallin vahvuudet ja heikkoudet tarjoavat selkeät valinnat jokaiseen ainutlaatuiseen sovellukseen.