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

जब लंबे रैखिक आंदोलनों की आवश्यकता होती है तो बेल्ट-संचालित सिस्टम एक स्पष्ट विकल्प होते हैं। ये अपेक्षाकृत सरल सिस्टम बेल्ट के साथ तनाव पैदा करने के लिए पुली ड्राइव का उपयोग करते हैं, और उन्हें जल्दी से उच्च गति तक लाया जा सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ये सिस्टम लंबे स्ट्रोक तक पहुँचते हैं, सैगिंग बेल्ट के साथ समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। सिस्टम की पूरी लंबाई में तनाव बनाए नहीं रखा जा सकता।

रबर या प्लास्टिक बेल्ट से भी सिस्टम में स्वाभाविक रूप से बहुत कुछ मिलता है। सिस्टम की पूरी लंबाई में यह लचीलापन कंपन या स्प्रिंगिंग का कारण बन सकता है, जो गाड़ी पर चाबुक का प्रभाव पैदा करता है। यदि कोई विशिष्ट प्रक्रिया इसे संभाल नहीं सकती है, तो स्क्रू-चालित प्रणाली एक बेहतर विकल्प हो सकती है। पेंच-चालित प्रणालियों में एक निश्चित यांत्रिक तत्व होता है जो सटीक रुकने और स्थिति के साथ हर समय गाड़ी का पूर्ण नियंत्रण सुनिश्चित करता है।

स्क्रू-चालित प्रणालियों का एक और लाभ सुरक्षा है। बेल्ट टूटने की संभावना के कारण बेल्ट चालित सिस्टम कम सुरक्षित होते हैं। ऐसी गलती अनियंत्रित होगी और ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में, भार गिर सकता है और मशीनरी या कर्मियों को भी नुकसान हो सकता है। पेंच-चालित प्रणाली में वह समस्या नहीं होती। विफलता पर भी, एक पेंच-चालित प्रणाली भार को गिरने से रोकेगी और सुरक्षा सुनिश्चित करेगी।

ऐतिहासिक रूप से, पेंच-चालित प्रणालियों के साथ समस्या लंबी स्ट्रोक लंबाई तक पहुंचने में कठिनाई रही है। स्क्रू-चालित प्रणालियाँ आमतौर पर स्क्रू को सहारा देने और उच्च रोटेशन गति पर किसी भी विपिंग प्रभाव को रोकने के लिए असर ब्लॉकों के जोड़े का उपयोग करके 6 मीटर तक की लंबाई में प्रदान की जा सकती हैं। कम गति पर भी, लंबे स्क्रू को अपने वजन के कारण झुकने से बचाने के लिए समर्थन की आवश्यकता होती है। इस बियरिंग ब्लॉक सपोर्ट सिस्टम में पारंपरिक रूप से एक 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 इसकी लंबाई के साथ नियमित विभाजन पर स्क्रू को सहारा देने के लिए अधिक असर वाले ब्लॉक जोड़े जोड़े जा सकते हैं। तीन या चार जोड़े तक एक साथ काम करना व्यावहारिक हो सकता है, लेकिन ब्लॉकों के बीच छड़ों या तारों को जोड़ना इस संख्या से परे 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 यह है कि ब्लॉकों के लिए कनेक्टेड सिस्टम को हटा दिया जाए और इसके बजाय, एक ऐसे सिस्टम का उपयोग किया जाए जिसमें ब्लॉक एक-दूसरे में समा सकें और आवश्यकता पड़ने पर अलग हो सकें। एक बार जब ब्लॉक अपने निर्धारित स्थान पर पहुंच जाते हैं, तो वे स्क्रू को मार्गदर्शन और समर्थन देने के लिए वहीं रुकते हैं। ऐसी प्रणाली में, असर ब्लॉक जोड़े के साथ 10, 12 या 13 समर्थन बिंदु भी प्राप्त किए जा सकते हैं। बॉलस्क्रू या लीड स्क्रू के लिए यह समर्थन प्रणाली बिना झुके या टकराए लंबी दूरी की यात्रा करने में सक्षम हो सकती है।

6 मीटर से अधिक लंबाई तक जाने के लिए अगली चुनौती एक लंबा पेंच बनाना है। हालाँकि, उपलब्ध कच्चे माल में बाधाओं के कारण, स्क्रू आमतौर पर केवल 6 मीटर लंबाई तक ही उत्पादित होते हैं। तो 10 मीटर से अधिक की स्ट्रोक लंबाई कैसे प्राप्त की जा सकती है? इसका उत्तर दो स्क्रू को एक साथ जोड़ने और कुछ सटीक विनिर्माण तकनीकों को नियोजित करने में निहित है।

लीड स्क्रू और बॉलस्क्रू का निर्माण एक रोलिंग लाइन पर किया जाता है, और प्रत्येक भाग को थोड़े अलग लीड विचलन के साथ निर्मित किया जा सकता है। इसलिए, दो भागों को एक साथ जोड़ने के लिए, लीड विचलन में अंतर को दूर करने की आवश्यकता है। दो स्क्रू को सफलतापूर्वक जोड़ने के लिए, न्यूनतम संभव विचलन वाले उच्चतम परिशुद्धता बॉलस्क्रू का उपयोग किया जाना चाहिए। बॉलस्क्रू को सटीक रूप से मशीनीकृत किया जाना चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि गर्मी भाग में प्रवेश नहीं करती है और व्यास या लीड ज्यामिति को नहीं बदलती है। यहां तक ​​कि 0.01 या 0.001 मिलीमीटर जितना छोटा विचलन भी अंतिम प्रणाली के लिए समस्याएं पैदा कर सकता है।

मशीनिंग के बाद, दोनों लीडों के बीच न्यूनतम विचलन के साथ एक नल और छेद का उपयोग करके स्क्रू को एक साथ जोड़ दिया जाता है। अंततः 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 समस्याएं पैदा होंगी।)

कोलैप्सेबल सपोर्ट ब्लॉक सिस्टम और सटीक-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 वाले सिस्टम की अधिकतम गति लगभग 4,000 आरपीएम होगी। आम तौर पर लंबी प्रणाली के साथ, मार से बचने के लिए घूर्णी गति को काफी कम करना होगा। लेकिन, अतिरिक्त समर्थन के साथ, 10 मीटर तक लंबा स्क्रू-चालित सिस्टम 4,000 आरपीएम पर चल सकता है।

लंबे-लंबे अनुप्रयोग

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

ऑटोमोटिव उद्योग में कई अनुप्रयोगों के लिए लंबी यात्रा अवधि की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, छह-अक्ष वाले रोबोट अक्सर वेल्डिंग या मशीन टेंडिंग संचालन के लिए लंबे-स्ट्रोक रैखिक एक्चुएटर्स पर लगाए जाते हैं। हालाँकि रोबोट हथियारों के परिवहन के लिए गति एक महत्वपूर्ण कारक नहीं हो सकती है, 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 है। केबलों को बड़ी रीलों पर स्पूल किया गया है। जब एक रील भर जाती है, तो उत्पाद के नुकसान को कम करने के लिए इसे तुरंत बदल दिया जाना चाहिए। प्रक्रिया दक्षता के लिए परिशुद्धता और गति महत्वपूर्ण हैं। लंबे स्क्रू-चालित सिस्टम इस एप्लिकेशन में रीलों के भारी भार को संभालने की क्षमता के साथ-साथ दोनों की पेशकश कर सकते हैं।

ऊर्ध्वाधर विमान में भारी उपकरणों की आवाजाही की आवश्यकता वाले किसी भी एप्लिकेशन को 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 सटीकता से उठाते हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में, गतिशील लोड क्षण लेने 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 ढके हुए, सीलबंद सिस्टम का उपयोग करके हल किया जा सकता है जो स्क्रू की सुरक्षा करता है और रखरखाव आवश्यकताओं में महत्वपूर्ण कटौती प्रदान करता है। संलग्न पेंच 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 निपल 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, सीमित मात्रा में धूल या पानी सिस्टम में प्रवेश कर सकता है। यह सबसे गंदे वातावरण में भी सुरक्षित रहता है।