Como os sistemas Ring e Track se comparam

Os sistemas de anel e esteira baseados em rodas guia são mais compactos e oferecem melhor precisão de posicionamento e mais opções para posições de transporte de carga do que sistemas de transporte alternativos para aplicações curvilíneas.

No esforço contínuo para reduzir os custos de produção, uma tendência nas instalações de produção é agrupar as estações de trabalho de produção o mais próximo possível para minimizar o movimento de materiais e conservar o valioso espaço físico. Isso significa que os materiais precisam se mover ao longo de trajetórias curvilíneas cada vez mais complexas. A maioria dos sistemas de guia e atuador disponíveis comercialmente são projetos lineares e não conseguem lidar facilmente com caminhos não lineares. No entanto, sistemas de guia e atuador curvilíneos, tais como sistemas de anel e trilho baseados em rodas guia, estão disponíveis para tais situações.

Sistemas de anel e pista

No centro dos sistemas de anel e esteira baseados em rodas-guia estão as rodas-guia com rolamentos em V e as corrediças de borda em V. As rodas e corrediças possuem superfícies de rolamento com perfil em V complementares que permitem que os carros equipados com rodas-guia deslizem suavemente ao longo das corrediças, ao mesmo tempo que resistem ao movimento lateral ou rotacional, mesmo sob altas cargas aplicadas. Os carrinhos podem seguir caminhos retos ou circulares através do uso de segmentos deslizantes retos e em anel, ou caminhos curvilíneos complexos através de uma combinação de segmentos deslizantes retos e em anel. Em aplicações de movimento rotativo, é possível que as rodas sejam montadas estaticamente e os anéis deslizem girados em relação a elas. Alguns sistemas de guia curvilíneo também podem ser convertidos em um sistema acionado com a adição de componentes como ligações de carro, elementos de acionamento e motores.

O anel da roda-guia e as corrediças retas vêm em vários tamanhos de perfil para acomodar rodas de vários tamanhos e capacidades de carga. As corrediças retas também vêm em diferentes comprimentos e as corrediças em anel estão disponíveis com vários raios de curvatura e vãos angulares. Alguns anéis deslizantes estão disponíveis com centros ocos ou sólidos, também chamados de discos anulares. Outras opções de deslizamento podem incluir diferentes configurações em V e cremalheiras integradas para atuação por pinhão.

Os projetos de sistemas de trilhos e anéis baseados em rodas-guia os tornam uma das opções mais resistentes à contaminação e à corrosão disponíveis. As rodas guia geralmente contêm lubrificação suficiente para durar a vida útil esperada e possuem vedações permanentes para minimizar a perda de lubrificação e a entrada de detritos. Os componentes do sistema têm formatos simples que não retêm detritos e muitos são feitos de aço inoxidável para maior resistência à corrosão.

Soluções Curvilíneas Tradicionais

As formas tradicionais de acomodar designs de guias e atuadores curvilíneos incluem sistemas de transporte e anéis giratórios. Um sistema transportador de correia é o tipo mais simples de transportador e normalmente contém correias largas enroladas em rolos cilíndricos em uma estrutura. Os motores giram os rolos, o que faz com que as correias transportem a carga útil apoiada sobre eles. Embora os sistemas mais simples de transportadores de correia só possam mover cargas em linhas retas, caminhos curvilíneos podem ser criados montando vários transportadores retos em série em ângulos deslocados ao longo do caminho desejado ou usando correias com segmentos giratórios interligados, como transportadores de bagagem em aeroportos.

Um sistema transportador de rolos é semelhante a uma versão de correia, exceto que a correia larga é substituída por uma série de rolos espaçados montados em um sistema de estrutura configurado para seguir um caminho curvilíneo especificado. Os sistemas transportadores de rolos podem ser acionados por motores acoplados diretamente aos rolos ou por correias de transmissão intermediárias, ou não acionados, com carga útil movida por gravidade ou manualmente.

Os sistemas de carrinhos suspensos consistem em sistemas de trilhos curvilíneos montados bem acima do piso, com carrinhos com rodas que penduram sua carga por baixo. Os carrinhos do sistema de carrinho suspenso podem ser movidos manualmente ou puxados por correntes motorizadas que correm ao longo dos trilhos. Os anéis giratórios (também chamados de rolamentos de mesa giratória) são essencialmente rolamentos de máquinas grandes que utilizam grandes quantidades de pequenos elementos rolantes. Isso permite que eles mantenham altas capacidades de carga e, ao mesmo tempo, forneçam diâmetros internos grandes e pistas de perfil fino. Os anéis giratórios podem ter cremalheiras usinadas em suas pistas para acionamento direto.

Como os sistemas Ring e Track se comparam

Os sistemas de anel e esteira baseados em rodas guia podem oferecer melhor exatidão e precisão de posicionamento do que os sistemas de transporte, uma diferença que pode ser importante em aplicações onde a carga útil é frágil ou deve ser mantida rígida e posicionada com precisão para processamento enquanto é movida através do sistema. As rodas em sistemas de trilhos e anéis baseados em rodas guia são projetadas para serem firmemente pré-carregadas contra o deslizamento, evitando que o carro se desloque em qualquer direção que não seja ao longo do caminho de deslocamento pretendido.

Este nível de precisão de posicionamento geralmente não é possível em sistemas de transporte, onde a carga útil é restrita principalmente aos elementos móveis pela gravidade. Os sistemas transportadores de correia e rolos não fornecem restrições horizontais e podem exigir trilhos de guia laterais para evitar que a carga útil caia das laterais dos elementos móveis. A carga útil pode estar sujeita a vibrações contínuas porque é constantemente transferida de um rolo ou alça de correia para outro e pode ficar emaranhada nos componentes do sistema transportador se eles tiverem formatos incompatíveis, causando vazões irregulares, colisões e atolamentos. Os carrinhos do sistema de carrinho suspenso têm apenas restrição horizontal suficiente para evitar cair dos trilhos e geralmente usam ligações não rígidas, como correntes ou ganchos, para transportar a carga útil, permitindo que balancem livremente e possivelmente atinjam outros objetos.

A dependência dos sistemas transportadores da gravidade para restringir a carga útil também limita as possíveis posições onde a carga útil pode ser transportada e a capacidade de movê-la verticalmente. Os sistemas transportadores de correia e rolos devem transportar sua carga diretamente sobre seus elementos móveis e não podem transportá-los para cima ou para baixo em declives íngremes. Os carros do sistema de carrinhos suspensos devem ter sua carga pendurada diretamente sob eles para estabilidade e não podem subir ou descer seções íngremes, uma vez que a carga útil suspensa pode entrar em contato com os trilhos ou com a carga dos carros adjacentes. Contudo, num sistema de pista e anel baseado em roda-guia, a carga útil pode ser montada com segurança em qualquer posição em relação ao carro. A carga útil também pode ser transportada em qualquer direção, independentemente da gravidade, uma vez que as rodas do carro estão firmemente presas aos escorregadores e só permitem o movimento ao longo do caminho designado.

Os sistemas de anel e esteira baseados em rodas guia podem exigir menos espaço, estrutura de suporte e manutenção do que outros sistemas de transporte. Com acessórios de montagem adequados, os carrinhos podem transportar cargas muito mais largas do que eles próprios. Isto permite que estes sistemas e a sua estrutura de suporte sejam mais compactos do que os sistemas transportadores de correia e rolos, cujos elementos rolantes têm de ser mais largos do que a carga útil pretendida. Os carrinhos suspensos podem transportar cargas úteis relativamente amplas, mas exigem estruturas de suporte robustas e de tamanho considerável, porque seus sistemas de trilhos precisam ser elevados o suficiente para que a carga útil suspensa seja acessível e livre de quaisquer obstáculos no nível do solo. O tamanho relativamente grande das estruturas de suporte para sistemas transportadores também os torna os mais difíceis e caros de montar e reconfigurar. Os sistemas de transporte também são mais difíceis de manter limpos do que os sistemas de anel e esteira baseados em rodas guia, uma vez que seus componentes são maiores, mais numerosos e possuem formatos complexos que retêm detritos com mais facilidade.

Os anéis giratórios são mais adequados do que os sistemas transportadores para aplicações que exigem apenas movimento circular, porque podem ser mais compactos, leves e estão disponíveis em unidades individuais totalmente montadas que podem ser incorporadas mais rapidamente em uma aplicação. Eles também oferecem melhor precisão e suavidade, e podem ter carga útil montada neles, como sistemas baseados em rodas-guia, mas ainda apresentam algumas desvantagens em comparação com estes últimos.

Embora os sistemas rotativos de esteira baseados em rodas-guia e os anéis giratórios possam ter facilidade de montagem semelhante, os primeiros podem ser mais fáceis de manter devido aos componentes serem intercambiáveis. Os anéis giratórios geralmente são totalmente montados na fábrica devido à montagem e usinagem precisas necessárias para um desempenho suave e preciso. O anel inteiro geralmente deve ser substituído se pelo menos um componente falhar, dificultando a manutenção em campo. Como os anéis giratórios às vezes são a principal estrutura de montagem dos componentes da aplicação, a substituição de um anel giratório também pode exigir a remontagem de tudo que está montado nele.

Para sistemas rotativos baseados em rodas-guia, apenas os componentes danificados precisam ser substituídos porque seu design de ajuste comum permite que componentes individuais sejam montados e usados ​​em qualquer sistema compatível, e não apenas em uma unidade específica de ajuste adequado e correspondente, como anéis giratórios. Também é possível, em algumas aplicações, substituir componentes danificados em sistemas de esteiras baseados em rodas guia sem desmontar quaisquer outros componentes.

Os anéis giratórios podem oferecer melhor rigidez e suavidade do que os sistemas transportadores, mas geralmente não são pré-carregados. A pré-carga dos elementos rolantes para melhor rigidez e suavidade é comum em rolamentos de máquinas menores, mas rara em anéis giratórios, uma vez que componentes grandes são mais difíceis de usinar com precisão e sua forma e ajuste são mais afetados por fatores externos. Pequenas falhas de fabricação, deformação de componentes devido a cargas externas ou superfícies de montagem irregulares, ou expansão térmica irregular devido a grandes variações de temperatura entre componentes têm maior probabilidade de afetar a pré-carga em rolamentos maiores, como anéis giratórios.

Alterações na pré-carga podem resultar em folga interna dos componentes, o que reduz a rigidez do sistema, ou alta interferência, que dificulta a rotação e danifica os componentes. O nível de pré-carga de um anel giratório depende das dimensões internas do componente e não pode ser ajustado após a montagem. Fatores externos, como superfícies de montagem irregulares e expansão térmica, também podem alterar a pré-carga em sistemas rotativos baseados em rodas guia. No entanto, eles são um problema menor, pois a pré-carga é definida durante a montagem em um aplicativo e pode ser facilmente ajustada posteriormente.

Os anéis deslizantes baseados em rodas guia podem ter uma vantagem de tamanho significativa em relação aos anéis giratórios em aplicações que exigem menos de 360° de deslocamento. Os anéis giratórios devem ser totalmente circulares para fornecer circuitos de deslocamento completos para seus elementos rolantes, mesmo que a aplicação exija muito menos de 360° de deslocamento. Em sistemas rotativos baseados em rodas-guia, o comprimento do arco do segmento deslizante do anel só precisa ser longo o suficiente para suportar todas as rodas-guia (que podem ser apenas três) ao longo de todo o arco de deslocamento.

Projetar sistemas de guias ou atuadores curvilíneos pode ser mais difícil do que projetar sistemas lineares. No entanto, a instalação de tais sistemas pode melhorar o transporte de carga útil e a simplicidade e eficiência do manuseio. Os sistemas de anel e trilho baseados em rodas guia podem simplificar o processo de projeto e superar outros tipos de sistemas de guia e atuador não lineares.