अधिकांश रैखिक गति अनुप्रयोगों के लिए, पारंपरिक बेल्ट- या स्क्रू-चालित प्रणालियाँ अच्छी तरह से काम करती हैं। हालाँकि, जब लंबी रैखिक दूरी की आवश्यकता होती है तो समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

जब लंबी रैखिक गति की आवश्यकता होती है तो बेल्ट-चालित प्रणालियाँ एक स्पष्ट विकल्प होती हैं। ये अपेक्षाकृत सरल प्रणालियाँ बेल्ट के साथ तनाव पैदा करने के लिए पुली ड्राइव का उपयोग करती हैं, और उन्हें जल्दी से उच्च गति तक लाया जा सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ये प्रणालियाँ लंबे स्ट्रोक तक पहुँचती हैं, बेल्ट के ढीले होने की समस्याएँ पैदा हो सकती हैं। सिस्टम की पूरी लंबाई में तनाव बनाए नहीं रखा जा सकता।

सिस्टम में रबर या प्लास्टिक बेल्ट से भी बहुत ज़्यादा लचीलापन होता है। सिस्टम की लंबाई में यह लचीलापन कंपन या स्प्रिंगिंग का कारण बन सकता है, जो कैरिज पर एक व्हिपिंग प्रभाव पैदा करता है। यदि कोई विशिष्ट प्रक्रिया इसे संभाल नहीं सकती है, तो स्क्रू-चालित सिस्टम एक बेहतर विकल्प हो सकता है। स्क्रू-चालित सिस्टम में एक निश्चित यांत्रिक तत्व होता है जो सटीक रोक और स्थिति के साथ हर समय कैरिज पर पूर्ण नियंत्रण सुनिश्चित करता है।

सुरक्षा पेंच-चालित प्रणालियों का एक और लाभ है। बेल्ट-चालित प्रणालियाँ कम सुरक्षित होती हैं क्योंकि बेल्ट टूटने की संभावना होती है। ऐसी खराबी अनियंत्रित होगी और ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में, लोड गिर सकता है और मशीनरी या यहाँ तक कि कर्मियों को भी नुकसान पहुंचा सकता है। स्क्रू-चालित प्रणाली में यह समस्या नहीं होती है। विफलता के बाद भी, स्क्रू-चालित प्रणाली लोड को गिरने से रोकती है और सुरक्षा सुनिश्चित करती है।

ऐतिहासिक रूप से, स्क्रू-चालित प्रणालियों के साथ समस्या यह रही है कि लंबे स्ट्रोक की लंबाई तक पहुँचने में कठिनाई होती है। स्क्रू-चालित प्रणालियों को आमतौर पर 6 मीटर तक की लंबाई में प्रदान किया जा सकता है, जिसमें स्क्रू को सहारा देने और उच्च घूर्णन गति पर किसी भी झटके के प्रभाव को रोकने के लिए बेयरिंग ब्लॉक के जोड़े का उपयोग किया जाता है। कम गति पर भी, लंबे स्क्रू को अपने स्वयं के वजन के कारण होने वाले झुकने के खिलाफ समर्थन की आवश्यकता होती है। इस बेयरिंग ब्लॉक सपोर्ट सिस्टम में पारंपरिक रूप से रॉड या तार से जुड़े ब्लॉक के जोड़े होते हैं। जोड़े रैखिक गति प्रणाली के साथ एक साथ चलते हैं।

जब किसी सिस्टम को लंबे स्ट्रोक की आवश्यकता होती है, तो स्क्रू को उसकी लंबाई के साथ नियमित विभाजन पर सहारा देने के लिए अधिक बियरिंग ब्लॉक जोड़े जोड़े जा सकते हैं। एक साथ काम करने वाले तीन या चार जोड़े तक व्यावहारिक हो सकते हैं, लेकिन इस संख्या से आगे ब्लॉकों के बीच रॉड या तारों को जोड़ना मुश्किल हो जाता है।

लंबे स्ट्रोक

लंबे स्ट्रोक को प्राप्त करने की पहली चुनौती एक ऐसी प्रणाली बनाना है जो लंबे स्क्रू के लिए अधिक समर्थन बिंदु प्रदान कर सके। एक समाधान ब्लॉकों के लिए कनेक्टेड सिस्टम को हटाना है और इसके बजाय, एक ऐसी प्रणाली का उपयोग करना है जिसमें ब्लॉक एक दूसरे में समा सकते हैं और आवश्यकता पड़ने पर अलग हो सकते हैं। एक बार जब ब्लॉक अपनी निर्धारित स्थिति में पहुँच जाते हैं, तो वे स्क्रू को मार्गदर्शन और समर्थन देने के लिए वहीं रहते हैं। ऐसी प्रणाली में, बेयरिंग ब्लॉक जोड़े के साथ 10, 12 या यहाँ तक कि 13 समर्थन बिंदु भी प्राप्त किए जा सकते हैं। बॉलस्क्रू या लीड स्क्रू के लिए यह समर्थन प्रणाली बिना झुके या झटके के लंबी दूरी की यात्रा को सक्षम कर सकती है।

6 मीटर से ज़्यादा लम्बाई के लिए अगली चुनौती एक लंबा स्क्रू बनाना है। हालाँकि, कच्चे माल की उपलब्धता की कमी के कारण, स्क्रू आमतौर पर 6 मीटर तक ही बनाए जाते हैं। तो 10 मीटर से ज़्यादा लम्बाई का स्ट्रोक कैसे बनाया जा सकता है? इसका जवाब दो स्क्रू को एक साथ जोड़ने और कुछ सटीक निर्माण तकनीकों को अपनाने में है।

लीड स्क्रू और बॉलस्क्रू को रोलिंग लाइन पर बनाया जाता है, और प्रत्येक भाग को थोड़े अलग लीड विचलन के साथ बनाया जा सकता है। इसलिए, दो भागों को एक साथ जोड़ने के लिए, लीड विचलन में अंतर को दूर करने की आवश्यकता होती है। दो स्क्रू को सफलतापूर्वक जोड़ने के लिए, सबसे कम संभव विचलन वाले उच्चतम परिशुद्धता वाले बॉलस्क्रू का उपयोग किया जाना चाहिए। बॉलस्क्रू को सटीक रूप से मशीन किया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि गर्मी भाग में प्रवेश न करे और व्यास या लीड ज्यामिति को बदल न दे। 0.01 या 0.001 मिलीमीटर जितना छोटा विचलन भी अंतिम प्रणाली के लिए समस्याएँ पैदा कर सकता है।

मशीनिंग के बाद, स्क्रू को एक टैप और छेद का उपयोग करके एक साथ जोड़ा जाता है, जिसमें दो लीड के बीच न्यूनतम विचलन होता है। अंत में उन्हें उच्च-शक्ति वाले चिपकने वाले पदार्थ का उपयोग करके सुरक्षित किया जाता है। (स्क्रू को एक साथ वेल्डिंग करने से फिर से ज्यामिति बदल जाएगी और समस्याएँ पैदा होंगी।)

कोलैप्सिबल सपोर्ट ब्लॉक सिस्टम और सटीक रूप से निर्मित स्क्रू के साथ स्क्रू-चालित सिस्टम 10.8 मीटर या उससे अधिक की लंबाई में बनाए जा सकते हैं। 2 से 3 मीटर की स्ट्रोक लंबाई वाली प्रणाली की अधिकतम गति लगभग 4,000 आरपीएम होगी। आम तौर पर एक लंबी प्रणाली के साथ, व्हिपिंग से बचने के लिए घूर्णन गति को काफी कम करना होगा। लेकिन, अतिरिक्त समर्थन के साथ, 10 मीटर तक की लंबाई वाली स्क्रू-चालित प्रणाली 4,000 आरपीएम पर चल सकती है।

लंबी अवधि के अनुप्रयोग

सटीक रैखिक स्थिति प्रदान करने के लिए लंबी स्ट्रोक लंबाई वाली स्क्रू-चालित प्रणालियों का उपयोग उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जाता है। धातु पाइप और टयूबिंग के लिए एक स्वचालित वेल्डिंग सिस्टम एक अच्छा उदाहरण है। लंबी यात्रा लंबाई पर वेल्डिंग नोजल की सटीक स्थिति की आवश्यकता होती है। ऐसे अनुप्रयोगों में जहां उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री को वेल्डेड किया जा रहा है, जैसे कि टाइटेनियम, धातु के ऑक्सीकरण से बचने के लिए ऑपरेशन वैक्यूम में किया जाता है।

ऑटोमोटिव उद्योग में कई अनुप्रयोगों के लिए लंबी यात्रा लंबाई की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, छह-अक्ष रोबोट अक्सर वेल्डिंग या मशीन टेंडिंग संचालन के लिए लंबे स्ट्रोक रैखिक एक्ट्यूएटर पर लगाए जाते हैं। हालाँकि रोबोट भुजाओं के परिवहन के लिए गति एक महत्वपूर्ण कारक नहीं हो सकती है, लेकिन लंबी लंबाई और बहुत सटीक स्थिति की आवश्यकता होती है।

ऑप्टिकल केबल का निर्माण एक उच्च गति, निरंतर संचालन है जिसे उत्पादित फाइबर की गुणवत्ता को खतरे में डाले बिना रोका नहीं जा सकता। केबल को बड़ी रीलों पर स्पूल किया जाता है। जब एक रील भर जाती है, तो उत्पाद के नुकसान को कम करने के लिए इसे जल्दी से बदलना चाहिए। प्रक्रिया दक्षता के लिए सटीकता और गति महत्वपूर्ण हैं। लंबे स्क्रू-चालित सिस्टम इस एप्लिकेशन में दोनों की पेशकश कर सकते हैं, साथ ही रीलों के भारी भार को संभालने की क्षमता भी।

ऊर्ध्वाधर तल में भारी उपकरणों की आवाजाही की आवश्यकता वाले किसी भी अनुप्रयोग में रैखिक पेंच की कठोरता और विफलता-सुरक्षित कार्यक्षमता से लाभ होता है। उदाहरण के लिए, विमान उद्योग में, उच्च परिशुद्धता वाले कैमरों को ऊपर और नीचे ले जाया जाता है। पेंच भारी वजन को सुरक्षित और सटीक रूप से उठाते हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में, गतिशील भार क्षण को संभालने के लिए बड़े व्यास वाली गेंदों के साथ विशेष बॉल गाइड सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

मौजूदा प्रणालियों में सुधार

कई लंबी-लंबाई वाली रैखिक गति अनुप्रयोगों में, बॉलस्क्रू को पूरी तरह से खुला छोड़ दिया जाता है। ऐसी प्रणालियों के साथ दो सामान्य मुद्दे हैं: या तो सिस्टम वांछित गति से काम नहीं कर सकता है, या सिस्टम को बनाए रखना मुश्किल है, क्योंकि खुला पेंच धूल और मलबे को आकर्षित करता है, जिससे बॉल नट की समय से पहले विफलता से बचने के लिए नियमित सफाई की आवश्यकता होती है।

ऐसे अनुप्रयोगों में, स्टैक्ड बेयरिंग ब्लॉक कॉन्फ़िगरेशन द्वारा प्रदान किए गए अतिरिक्त समर्थन का मतलब है कि स्क्रू को बहुत अधिक गति से संचालित किया जा सकता है। सफाई और विश्वसनीयता के मुद्दों को एक कवर, सीलबंद प्रणाली का उपयोग करके हल किया जा सकता है जो स्क्रू की सुरक्षा करता है और रखरखाव आवश्यकताओं में महत्वपूर्ण कमी प्रदान करता है। संलग्न स्क्रू धूल और मलबे के प्रवेश से सुरक्षित है और नियमित सफाई के बिना, इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता बनाए रख सकता है।

ऐसी प्रणाली में, गाड़ी को ड्रिल किए गए चैनलों से सुसज्जित किया जा सकता है और ग्रीस निप्पल से जोड़ा जा सकता है। यह आवरण को खोले बिना एक ही बिंदु से स्नेहन को सक्षम बनाता है। चूँकि इकाई को कभी भी खोलना नहीं पड़ता है, इसलिए सीमित मात्रा में धूल या पानी सिस्टम में प्रवेश कर सकता है। यह सबसे गंदे वातावरण में भी सुरक्षित है।