Estágios e tabelas de vários eixos

Longe vão os dias em que os designers e construtores de máquinas tiveram que escolher entre construir seu próprio sistema linear a partir do zero ou se estabelecer para uma gama limitada de sistemas pré-montados que, na maioria dos casos, eram um ajuste imperfeito para sua aplicação. Hoje, os fabricantes oferecem sistemas com base em uma variedade de mecanismos de acionamento - parafusos de bola, cintos, rack e pinhões, motores lineares e pneumáticos - com opções de guia e alojamento para ajustar praticamente qualquer aplicação, ambiente ou restrição de espaço. O dilema para os engenheiros agora é menos sobre encontrar um sistema que funcione para sua aplicação e mais sobre a escolha da melhor solução da ampla gama de configurações disponíveis.

Muitos assessores foram criados para ajudar com esse processo de seleção. Normalmente, eles assumem a forma de uma tabela mostrando os principais parâmetros de aplicação versus tipo de sistema, com símbolos para avaliar a adequação de cada sistema para cada parâmetro. Embora esse layout forneça uma referência visual rápida, erra alguns dos pontos mais refinados das habilidades e fraquezas de cada sistema. Na tentativa de se aprofundar um pouco, o seguinte esboço analisa os pontos fortes e limitações específicos dos tipos mais comuns de sistemas lineares pré-montados.

【Sistemas acionados por correia】

Os sistemas de acionamento de correia provavelmente são mais reconhecidos por sua capacidade de viajar longos comprimentos. Eles também são capazes de obter altas velocidades, pois os mecanismos de acionamento por correia não usam elementos de recirculação. Quando combinados com guias não recirculantes, como rolos de came ou rodas, os cintos geralmente podem atingir velocidades de até 10 m/s. Os sistemas acionados por correia também são adequados para ambientes severos, pois não há elementos rolantes a serem danificados por detritos, e o material da correia de poliuretano pode suportar os tipos mais comuns de contaminação química.

A principal desvantagem dos sistemas acionados por correias é que os cintos se estendem. Até os cintos reforçados de aço, que são usados ​​pela maioria dos fabricantes de sistemas, acabarão experimentando algum alongamento, o que degrada a repetibilidade e a precisão de viagens. Os sistemas acionados por correia também têm mais ressonância do que outros tipos de unidades, devido à elasticidade da correia. Embora o ajuste adequado de acionamento possa compensar isso, as aplicações com altas taxas de aceleração e desaceleração e/ou cargas pesadas podem experimentar tempos de resolução indesejáveis.

【Sistemas acionados por parafuso de bola】

Para cargas de alto impulso e alta precisão de posicionamento, os sistemas acionados por parafusos de bola são geralmente a primeira escolha. E por uma boa razão. Com as porcas pré-carregadas, os parafusos de bola fornecem movimento sem reação e podem obter precisão e repetibilidade de posicionamento muito alta. Os cabos que variam de 2 mm a 40 mm, também permitem que os sistemas de parafusos de bola atendam a uma ampla gama de requisitos de velocidade e podem impedir a pano de fundo em aplicações verticais.

O comprimento da viagem é a limitação fundamental dos sistemas acionados por parafuso de bola. À medida que o comprimento do parafuso aumenta, a velocidade permitida diminui, devido à tendência do parafuso de ceder sob seu próprio peso e experimentar o chicote. Os suportes dos parafusos da bola podem ajudar a combater esse efeito, mas às custas do espaço e do custo geral do sistema.

【Sistemas acionados por rack e pinhão】

Os sistemas de rack e pinhão produzem forças de alto impulso e podem fazê -lo com comprimentos de viagem praticamente ilimitados. Seu design também permite que várias carruagens sejam usadas no mesmo sistema, o que é útil para aplicações que exigem que as carruagens se movam de forma independente, como grandes sistemas de pórtico nas indústrias de embalagem e automóveis.

Embora estejam disponíveis sistemas de rack de backlash e pinhão de alta qualidade, em geral, eles têm menor precisão de posicionamento do que outras opções de acionamento. E, dependendo do perfil do dente e da qualidade dos sistemas de usinagem, rack e pinhão, podem produzir um alto nível de ruído quando comparados a outros sistemas lineares.

【Sistemas lineares acionados por motor】

Tradicionalmente considerado muito caro para a maioria das aplicações, os motores lineares agora estão sendo usados ​​para posicionar e lidar com tarefas em indústrias como embalagem e montagem. Custos mais baixos contribuíram para essa tendência, mas para os engenheiros, as características atraentes dos motores lineares são sua capacidade de alta velocidade, alta precisão de posicionamento e baixos requisitos de manutenção. Os motores lineares também oferecem a capacidade, como sistemas de rack e pinhão, de integrar várias carruagens independentes em um sistema.

Como eles não têm componentes mecânicos para impedir que a carga caia em uma condição de perda de potência, os motores lineares geralmente não são aconselhados para uso em aplicações verticais. Seu design aberto, juntamente com a presença de ímãs poderosos, também os torna suscetíveis a contaminação e detritos, especialmente lascas de metal e aparas.

【Sistemas acionados por pneumáticos】

Quando a fonte de transmissão de energia preferida é o ar, os sistemas lineares pneumáticos se encaixam na conta. Para um movimento simples e ponto a ponto, os sistemas acionados por pneumáticos podem ser a opção mais econômica e simples de integrar. A maioria dos sistemas lineares pneumáticos é encerrada em um alojamento de alumínio, que permite que os amortecedores finais e as tampas de proteção sejam incorporadas.

Os sistemas pneumáticos têm a menor precisão e rigidez dos tipos discutidos aqui, mas sua principal limitação é a incapacidade de parar em posições intermediárias.

Independentemente do seu aplicativo, ao considerar as opções entre os sistemas lineares pré-montados, comece com os quatro parâmetros de aplicação primários-derrota, carga, velocidade e precisão. Uma vez que a magnitude e a importância desses critérios são determinadas, outros parâmetros, como ruído, rigidez e fatores ambientais, podem ajudar a restringir o campo e tornar o dimensionamento final e a seleção menos demorados.