Per la maggior parte delle applicazioni di movimento lineare, i sistemi convenzionali a cinghia o a vite funzionano bene. Tuttavia, possono sorgere problemi quando sono necessarie distanze lineari più lunghe.

I sistemi a cinghia sono una scelta ovvia quando sono necessari lunghi movimenti lineari. Questi sistemi relativamente semplici usano unità di puleggia per creare tensione lungo la cintura e possono essere portati rapidamente fino a velocità elevate. Tuttavia, poiché questi sistemi raggiungono colpi più lunghi, possono sorgere problemi con le cinture cadenti. La tensione non può essere mantenuta per tutta la lunghezza del sistema.

C'è anche molto intrinsecamente da dare nel sistema dalle cinture di gomma o di plastica stesse. Questa flessibilità per tutta la lunghezza del sistema può causare vibrazioni o spunti, che crea un effetto di frusta sul carrello. Se un processo specifico non è in grado di gestirlo, un sistema a vite può essere un'opzione migliore. I sistemi a vite hanno un elemento meccanico fisso che garantisce il controllo completo del carrello in ogni momento con arresto e posizionamento esatti.

La sicurezza è un altro vantaggio dei sistemi a vite. I sistemi a cinghia sono meno sicuri a causa della possibilità della rottura della cintura. Tale guasto sarebbe incontrollato e, in applicazioni verticali, il carico potrebbe cadere e danneggiare i macchinari o persino il personale. Un sistema a vite non ha questo problema. Anche dopo guasto, un sistema a vite impedirebbe la caduta del carico e garantirebbe la sicurezza.

Storicamente, il problema con i sistemi a vite è stata la difficoltà nel raggiungere lunghezze di ictus più lunghe. I sistemi a vite possono essere generalmente forniti in lunghezze fino a 6 metri usando coppie di blocchi di cuscinetti per supportare la vite e arrestare qualsiasi effetto di frusta a velocità di rotazione più elevate. Anche a velocità più basse, viti più lunghe hanno bisogno di supporto contro la flessione causata dal proprio peso. Questo sistema di supporto a blocchi di cuscinetti è tradizionalmente costituito da coppie di blocchi collegati con una biella o un filo. Le coppie si muovono insieme lungo il sistema di movimento lineare.

Quando un sistema richiede una corsa più lunga, è possibile aggiungere più coppie a blocchi per supportare la vite a divisioni regolari lungo la sua lunghezza. Avere fino a tre o anche quattro coppie che lavorano insieme può essere pratico, ma collegare le aste o i fili tra i blocchi diventa difficile oltre questo numero.

Colpi più lunghi

La prima sfida per raggiungere un ictus più lungo è quella di creare un sistema in grado di offrire più punti di supporto per la vite più lunga. Una soluzione è eliminare il sistema collegato per i blocchi e, invece, utilizzare un sistema in cui i blocchi possono crollare l'uno nell'altro e separarsi quando richiesto. Una volta che i blocchi raggiungono la loro posizione fissa, rimangono lì per guidare e supportare la vite. In tale sistema, possono essere realizzati 10, 12 o anche 13 punti di supporto con coppie di blocchi cuscinetti. Questo sistema di supporto per la vite a sfera o la vite di piombo può consentire lunghe distanze di viaggio senza piegarsi o montare.

Per andare oltre i 6 metri di lunghezza, la prossima sfida è creare una vite più lunga. Tuttavia, a causa delle restrizioni nella materia prima disponibili, le viti sono normalmente prodotte solo fino a 6 metri di lunghezza. Quindi, come si può ottenere una lunghezza di un tratto di oltre 10 metri? La risposta sta nel collegare due viti insieme e impiegando alcune tecniche di produzione precise.

Le viti di piombo e le viti a sfere sono prodotte su una linea di rotolamento e ogni parte può essere prodotta con una deviazione di piombo leggermente diversa. Per unirsi a due parti insieme, quindi, le differenze nella deviazione di piombo devono essere superate. Affinché due viti siano unite con successo, è necessario utilizzare le viti a sfera di precisione più alte con la più piccola deviazione possibile. Le viti a sfere devono essere lavorate con precisione, garantendo che il calore non entri nella parte e altera il diametro o la geometria del piombo. Anche una deviazione piccola fino a 0,01 o 0,001 millimetri può creare problemi per il sistema finale.

Dopo la lavorazione, le viti sono sposate insieme usando un rubinetto e un foro con una deviazione minima tra i due lead. Sono finalmente fissati usando adesivo ad alta resistenza. (La saldatura delle viti insieme modificherebbe nuovamente la geometria e creerebbe problemi.)

I sistemi a vite con sistemi di blocco di supporto pieghevole e viti prodotte con precisione possono essere realizzati in lunghezze di 10,8 metri o più. Un sistema con una lunghezza della corsa di 2-3 metri avrebbe una velocità massima di circa 4.000 giri / min. Normalmente con un sistema più lungo, la velocità di rotazione dovrebbe essere abbassata considerevolmente per evitare la frustata. Ma, con ulteriori supporti, un sistema a vite fino a 10 metri di lunghezza può funzionare a 4.000 giri / min.

Applicazioni di lunga durata

I sistemi a vite con lunghezze di corsa lunghe vengono utilizzati in una vasta gamma di settori per fornire un posizionamento lineare preciso. Un buon esempio è un sistema di saldatura automatizzato per tubi e tubi in metallo. È necessario un posizionamento accurato di un ugello di saldatura a lunghezze di viaggio lunghe. Nelle applicazioni in cui i materiali di alta qualità vengono saldati, come il titanio, l'operazione viene eseguita nel vuoto per evitare l'ossidazione del metallo.

Molte applicazioni nell'industria automobilistica richiedono lunghe lunghe lunghe viaggi. Ad esempio, i robot a sei assi sono spesso montati su attuatori lineari a lungo termine per la saldatura o le operazioni di cura della macchina. Sebbene la velocità possa non essere un fattore critico per il trasporto di bracci robot, sono necessari lunghe lunghezza e posizionamento molto accurato.

La produzione di cavo ottico è un funzionamento continuo ad alta velocità che non può essere interrotto senza mettere a repentaglio la qualità delle fibre prodotte. I cavi sono booling su grandi rulli. Quando una bobina è piena, deve essere sostituita rapidamente per ridurre al minimo la perdita del prodotto. La precisione e la velocità sono fondamentali per l'efficienza del processo. I sistemi lunghi a vite possono offrire sia in questa applicazione, insieme alla capacità di gestire il carico pesante delle bobine.

Qualsiasi applicazione che richiede il movimento di attrezzature pesanti nel piano verticale beneficia della funzionalità di rigidità e del fallimento di una vite lineare. Nel settore dell'aeromobile, ad esempio, le telecamere ad alta precisione vengono spostate su e giù. Le viti trasportano il peso pesante in modo sicuro e preciso. In tali applicazioni, vengono utilizzati sistemi di guida a sfere speciali con sfere di grande diametro per assumere il momento di carico dinamico.

Miglioramenti ai sistemi esistenti

In molte applicazioni di movimento lineare di lunga durata, la vite a sfera viene lasciata completamente aperta. Esistono due problemi comuni con tali sistemi: il sistema non può funzionare alla velocità desiderata o il sistema è difficile da mantenere, poiché la vite aperta attira polvere e detriti, che richiedono una pulizia regolare per evitare un guasto prematuro del dado a sfera.

In tali applicazioni, il supporto aggiuntivo fornito dalla configurazione del blocco dei cuscinetti impilati significa che la vite può essere utilizzata a una velocità molto più elevata. I problemi di pulizia e affidabilità possono essere risolti utilizzando un sistema coperto e sigillato che protegge la vite e offre riduzioni significative dei requisiti di manutenzione. La vite chiusa è protetta dall'ingresso di polvere e detriti e, senza pulizia regolare, può mantenere prestazioni e affidabilità ottimali.

In tale sistema, il carrello può essere dotato di canali perforati e collegato a un capezzolo di grasso. Ciò consente la lubrificazione da un singolo punto senza dover aprire l'involucro. Poiché l'unità non deve mai essere aperta, quantità limitate di polvere o acqua possono penetrare nel sistema. È protetto anche negli ambienti più sporchi.