האתגר של מערכות אוטומציה מכניות בעבר היה ההמרה המוצלחת של תנועה סיבובית ממנועים חשמליים או מכניים לצורות שימושיות של תנועה ליניארית. פריצת דרך בהקשר זה, מערכת המסוע ייצגה את אחד המימושים השימושיים הראשונים של המרת תנועה סיבובית לליניארית לשימוש בסביבת ייצור. מערכות אלו מסוגלות לשנע מגוון רחב של חומרי גלם וחלקי עבודה בצורה יעילה הרבה יותר ממה שניתן היה להשיג בעבר על ידי שימוש בכוחות מכניים גסים והן שימושיות ביותר בסביבות ייצור.

כיום, עבודה הנדסית משמעותית בתחום המרת תנועה סיבובית הניבה סוג מגוון של מפעילים מכניים ליניאריים אשר שימושיים עבור מגוון רחב של יישומי אוטומציה מתקדמים. האתגר הוא בחירת מפעיל מתאים לפונקציונליות הרצויה, בין אם זה פשוט תנועה של חומר גלם בסביבת ייצור או בניית מערכות תנועה מתקדמות יותר שנועדו להעביר כלי עבודה למצבים מדויקים.

על מנת לבחור את המפעיל המכני הליניארי המתאים, יש לקחת בחשבון כמה שיקולים חשובים, כגון כושר העומס הרצוי, או כוח הדחף, ומרחק המהלך הדרוש. בעוד שאלו שיקולים עיקריים, אחרים כמו עומס התחזוקה בהחלט משחקים תפקיד חשוב גם כן.

שני סוגים בשימוש נרחב של מפעילים ליניאריים ממוכנים נבדלים על ידי מנגנוני ההנעה שלהם - מפעילים מונעי רצועה ומפעילי בורג כדוריים. שני הסוגים מועסקים בסוגים דומים של יישומים, אך השניים שונים באופן משמעותי בתפקוד. לכל סוג יש חוזקות ייחודיות ומגבלות חשובות שיש לקחת בחשבון בקפידה בבחירת מפעיל.

מפעילים מונעי רצועה

המפעיל מונע הרצועה פועל על פי אותם עקרונות כמו מערכת המסוע. כונן הרצועה מתרגם תנועה סיבובית לתנועה ליניארית באמצעות רצועת תזמון המחוברת בין שתי גלגלות מעגליות. רצועת התזמון עשויה בדרך כלל מאלסטומר מחוזק בסיבים, אך חומרי חגורה רבים אחרים זמינים ליישומים תובעניים יותר. החגורה מכילה שיניים שמתממשקות עם גלגלות הרוטור כדי להעביר מומנט ביעילות ולמנוע החלקה. כונן הרצועה סגור בתוך גוף אלומיניום בעוד הכרכרה נוסעת למעלה, וממשק גל ההינע ממוקם בדרך כלל בניצב לצד המפעיל.

מפעילים מונעי בורג בכדור

העיקרון הבסיסי מאחורי המפעיל המונע בבורג כדורי הוא בעצם שיפור ביחס למערכת מונעת בבורג עופרת. במפעילים מונעי בורג כדורי, סיבוב הבורג הכדורי מניע את האום הכדורי/הכרכרה המותקנת בשל העובדה שהממשק בין הבורג לבורג הכדורי הוא בעצם מערכת מיסבים כדוריים, כאשר כדורי פלדה מוקשים באגוז מתגלגלים לאורך המסלול. של הרבעה. בדומה למפעיל המונע על ידי רצועה, רכיבי ההנעה של המפעיל המונע בבורג כדורי סגורים בתוך גוף אלומיניום בזמן שהכרכרה נעה למעלה. בניגוד למפעילים מונעי רצועה, ממשק גל ההינע ממוקם בקו אחד עם הבורג הכדורי, מחוץ לקצה המפעיל.

חוזקות ומגבלות של כל אחד

מפעילים מונעי חגורה מועדפים בדרך כלל עבור יישומים הדורשים מרחקי נסיעה ארוכים, אשר ניתן להשיג בצורה חסכונית יותר ממה שניתן להשיג עם מפעיל מונע עם בורג באורך דומה. בנוסף, המפעיל המונע על ידי רצועה הוא בדרך כלל יעיל יותר, בעל פחות חלקים נעים קריטיים, ובכך גורם לתחזוקה אינטנסיבית פחות. למרות זאת, מתח נאות של החגורה הוא קריטי על מנת להבטיח העברת מומנט תקינה, ובדרך כלל יש צורך במתח מחדש של החגורה בתקופות תחזוקה תקופתיות.

לחלופין, יחידת הברגים הכדוריים דומה מאוד למערכת מיסבים מתגלגלים ולכן היא מסוגלת לשאת עומסים גבוהים יותר ולהשיג כוח דחף גבוה יותר. מסיבה זו, מפעילים מונעי בורג כדורי הם אידיאליים ביישומים שבהם ייתכן שיהיה צורך במיקום של עומסים גדולים וכבדים לרמת דיוק גבוהה. שימון תקופתי של בורג הכדור עשוי להידרש בהתאם לתכנון המפעיל הספציפי.

השוואה נוספת בין שני סוגי המפעילים חושפת חסרונות נוספים למפעיל מונע הרצועה, למרות הפשטות והיעילות שלו. נדרשות חגורות עבות משמעותית לדרישות עומס/דחף גבוהות יותר. החגורות גם רגישות לעומסי זעזועים, אם כי חשש זה ניתן למתן במידה מסוימת על ידי בחירה קפדנית של חומרי חגורה שיכולים להוסיף חוזק על חשבון גמישות. בנוסף, בשל פגיעותה של החגורה להתארכות, דיוק המיקום של מפעילי בורג כדורי נוטה להיות עדיף על זה של מפעילים מונעי רצועה. בשל כך, מפעילים מונעי בורג מועדפים עבור יישומים הדורשים דרגות גבוהות של אמינות וחזרה על פני תקופות זמן ממושכות. מפעילים מונעי בורג כדורי הם הבחירה המועדפת עבור תאוצה גבוהה ודרישות דחף גבוהות, מכיוון שגלגלת הנעת הרצועה פגיעה להחלקה על הרוטור תחת דרישות חוזרות ונשנות כאלה.

לסיכום, מפעילים מונעי בורג כדורי הם הבחירה הטובה ביותר ביישומים בהם נדרשים כוחות עומס ו/או דחף גבוהים, יחד עם מיקום מדויק ביותר. עם זאת, בשל היעילות הגבוהה והפשטות שלהם, מפעילים מונעי רצועה נשארים הבחירה הטובה ביותר עבור יישומים עם עומסים נמוכים יותר, במיוחד כאשר יש צורך במהירויות גבוהות יותר. מפעילים מונעי רצועה יכולים גם להיות פתרון חסכוני ליישומי מהלך ארוך. למרות שהמשימה של בחירה בין מפעילים מכניים מונעי רצועה לבין בורג כדורי עשויה להיראות מרתיעה. במבט ראשון, החוזקות והחולשות של כל עיצוב מספקות אפשרויות ברורות לכל יישום ייחודי.