Para a maioria das aplicações de movimento linear, os sistemas convencionais acionados por correias ou parafusos funcionam bem. No entanto, podem surgir problemas quando forem necessárias distâncias lineares mais longas.

Os sistemas acionados por correia são uma escolha óbvia quando movimentos lineares longos são necessários. Esses sistemas relativamente diretos usam unidades de polia para criar tensão ao longo da correia e podem ser trazidas rapidamente a altas velocidades. No entanto, à medida que esses sistemas atingem golpes mais longos, os problemas podem surgir com cintos de flacidez. A tensão não pode ser mantida em toda a extensão do sistema.

Também há muito que muitas dão no sistema dos próprios cintos de borracha ou plástico. Essa flexibilidade no comprimento do sistema pode causar vibração ou mola, o que cria um efeito de chicote no carro. Se um processo específico não puder lidar com isso, um sistema acionado por parafuso pode ser uma opção melhor. Os sistemas acionados por parafusos têm um elemento mecânico fixo que garante o controle completo do carro o tempo todo com parada e posicionamento exatos.

A segurança é outra vantagem dos sistemas acionados por parafusos. Os sistemas acionados por correia são menos seguros devido à possibilidade de a quebra da correia. Essa falha seria descontrolada e, em aplicações verticais, a carga poderia cair e danificar máquinas ou até pessoal. Um sistema acionado por parafuso não tem esse problema. Mesmo após a falha, um sistema acionado por parafuso impediria a carga de queda e garantiria a segurança.

Historicamente, a questão dos sistemas acionados por parafusos tem sido a dificuldade em atingir comprimentos de curso mais longos. Os sistemas acionados por parafusos podem ser fornecidos em comprimentos de até 6 metros usando pares de blocos de mancal para suportar o parafuso e interromper qualquer efeito de chicote em velocidades de rotação mais altas. Mesmo em velocidades mais baixas, os parafusos mais longos precisam de suporte contra a flexão causada por seu próprio peso. Esse sistema de suporte ao bloco de rolamentos tradicionalmente consiste em pares de blocos conectados a uma haste ou fio. Os pares se movem juntos ao longo do sistema de movimento linear.

Quando um sistema requer um curso mais longo, mais pares de blocos de rolamentos podem ser adicionados para suportar o parafuso nas divisões regulares ao longo de seu comprimento. Ter até três ou até quatro pares trabalhando juntos pode ser prático, mas conectar as hastes ou fios entre os blocos se torna difícil além desse número.

Movimentos mais longos

O primeiro desafio para alcançar um golpe mais longo é criar um sistema que possa oferecer mais pontos de suporte para o parafuso mais longo. Uma solução é acabar com o sistema conectado para os blocos e, em vez disso, usar um sistema no qual os blocos podem entrar em colapso e se separar quando necessário. Quando os blocos atingem sua posição definida, eles ficam lá para guiar e apoiar o parafuso. Nesse sistema, 10, 12 ou até 13 pontos de suporte podem ser realizados com pares de blocos de rolamentos. Esse sistema de suporte para o parafuso de bola ou parafuso de chumbo pode permitir distâncias de viagem longas sem dobrar ou chicotear.

Para ir além de 6 metros de comprimento, o próximo desafio é criar um parafuso mais longo. No entanto, devido a restrições na matéria -prima disponível, os parafusos são normalmente produzidos com até 6 metros de comprimento. Então, como um comprimento de derrame de mais de 10 metros pode ser alcançado? A resposta está em anexar dois parafusos e empregar algumas técnicas precisas de fabricação.

Os parafusos de chumbo e os parafusos são fabricados em uma linha de rolagem e cada parte pode ser produzida com um desvio de chumbo ligeiramente diferente. Para unir duas partes, portanto, as diferenças no desvio de chumbo precisam ser superadas. Para que dois parafusos sejam unidos com sucesso, os parafusos de bola de precisão mais altos com o menor desvio possível devem ser usados. Os parafusos de bola devem ser usinados com precisão, garantindo que o calor não entre na peça e altere o diâmetro ou a geometria de chumbo. Mesmo um desvio tão pequeno quanto 0,01 ou 0,001 milímetro pode criar problemas para o sistema final.

Após a usinagem, os parafusos são casados ​​juntos, usando uma torneira e um buraco com um desvio mínimo entre os dois leads. Eles são finalmente protegidos usando adesivo de alta resistência. (A soldagem dos parafusos alteraria novamente a geometria e criaria problemas.)

Os sistemas acionados por parafusos com sistemas de bloco de suporte dobrável e parafusos fabricados com precisão podem ser feitos em comprimentos de 10,8 metros ou mais. Um sistema com um comprimento de AVC de 2 a 3 metros teria uma velocidade máxima de cerca de 4.000 rpm. Normalmente, com um sistema mais longo, a velocidade de rotação teria que ser reduzida consideravelmente para evitar o chicote. Mas, com suportes adicionais, um sistema acionado por parafuso de até 10 metros de comprimento pode funcionar a 4.000 rpm.

Aplicações de longa duração

Os sistemas acionados por parafusos com comprimentos longos de curso são usados ​​em uma ampla gama de indústrias para fornecer posicionamento linear preciso. Um bom exemplo é um sistema de soldagem automatizado para tubos de metal e tubos. É necessário um posicionamento preciso de um bico de soldagem em comprimentos de viagem longos. Em aplicações em que materiais de alta qualidade estão sendo soldados, como o titânio, a operação é realizada no vácuo para evitar a oxidação do metal.

Muitas aplicações na indústria automotiva exigem longos comprimentos de viagem. Por exemplo, os robôs de seis eixos são frequentemente montados em atuadores lineares de longo prazo para soldagem ou operações de tendência de máquina. Embora a velocidade possa não ser um fator crítico para o transporte de armas de robô, são necessários longos comprimentos e posicionamento muito preciso.

A fabricação de cabo óptico é uma operação contínua de alta velocidade que não pode ser interrompida sem comprometer a qualidade das fibras que estão sendo produzidas. Os cabos são enrolados em bobinas grandes. Quando um rolo está cheio, ele deve ser substituído rapidamente para minimizar a perda de produto. Precisão e velocidade são vitais para o processo de eficiência. Os sistemas longos acionados por parafusos podem oferecer ambos neste aplicativo, juntamente com a capacidade de lidar com a carga pesada dos rolos.

Qualquer aplicação que exija o movimento de equipamentos pesados ​​no plano vertical se beneficie da rigidez e da funcionalidade à prova de falhas de um parafuso linear. Na indústria de aeronaves, por exemplo, câmeras de alta precisão são movidas para cima e para baixo. Os parafusos carregam o peso pesado com segurança e precisão. Em tais aplicações, os sistemas especiais de guia de bola com bolas de grande diâmetro são usados ​​para adotar o momento de carga dinâmica.

Melhorias nos sistemas existentes

Em muitas aplicações de movimento linear de longa duração, o parafuso de esfera é deixado completamente aberto. Existem dois problemas comuns com esses sistemas: o sistema não pode operar na velocidade desejada, ou o sistema é difícil de manter, uma vez que o parafuso aberto atrai poeira e detritos, exigindo limpeza regular para evitar falhas prematuras da porca da bola.

Em tais aplicações, o suporte adicional fornecido pela configuração do bloco de mancal empilhado significa que o parafuso pode ser operado em uma velocidade muito maior. Os problemas de limpeza e confiabilidade podem ser resolvidos usando um sistema coberto e selado que protege o parafuso e oferece reduções significativas nos requisitos de manutenção. O parafuso fechado é protegido da entrada de poeira e detritos e, sem limpeza regular, pode manter o desempenho e a confiabilidade ideais.

Nesse sistema, o carro pode ser equipado com canais perfurados e conectado com um bico de graxa. Isso permite a lubrificação de um único ponto sem precisar abrir o revestimento. Como a unidade nunca precisa ser aberta, quantidades limitadas de poeira ou água podem penetrar no sistema. Está protegido mesmo nos ambientes mais sujos.