Doğrusal hareket uygulamalarının çoğu için geleneksel kayışla veya vidayla tahrikli sistemler iyi çalışır. Ancak daha uzun doğrusal mesafeler gerektiğinde sorunlar ortaya çıkabilir.

Kayış tahrikli sistemler, uzun doğrusal hareketlerin gerekli olduğu durumlarda bariz bir seçimdir. Bu nispeten basit sistemler, bant boyunca gerilim oluşturmak için kasnak tahriklerini kullanır ve hızlı bir şekilde yüksek hızlara çıkarılabilir. Ancak bu sistemler daha uzun stroklara ulaştıkça bantların sarkması ile ilgili sorunlar ortaya çıkabilir. Gerginlik sistemin uzunluğu boyunca sürdürülemez.

Ayrıca sistemin doğası gereği kauçuk veya plastik kayışlardan kaynaklanan çok fazla kayıp vardır. Sistemin uzunluğu boyunca meydana gelen bu esneklik, titreşime veya yaylanmaya neden olabilir, bu da taşıyıcı üzerinde kamçılama etkisi yaratır. Belirli bir proses bunu halledemiyorsa vidalı sistem daha iyi bir seçenek olabilir. Vidalı sistemlerde, tam durdurma ve konumlandırma ile taşıyıcının her zaman tam kontrolünü sağlayan sabit bir mekanik eleman bulunur.

Güvenlik, vidalı sistemlerin bir diğer avantajıdır. Kayış tahrikli sistemler, kayışın kopma olasılığı nedeniyle daha az güvenlidir. Böyle bir arıza kontrolsüz olabilir ve dikey uygulamalarda yük düşerek makinelere ve hatta personele zarar verebilir. Vidalı bir sistemde bu sorun yoktur. Arıza durumunda bile vidalı sistem, yükün düşmesini durduracak ve güvenliği sağlayacaktır.

Tarihsel olarak vidalı sistemlerde sorun, daha uzun strok uzunluklarına ulaşmanın zorluğu olmuştur. Vidayla tahrik edilen sistemler genellikle, vidayı desteklemek ve daha yüksek dönüş hızlarında her türlü çırpma etkisini durdurmak için yatak blok çiftleri kullanılarak 6 metreye kadar uzunluklarda sağlanabilir. Daha düşük hızlarda bile daha uzun vidaların kendi ağırlıklarından kaynaklanan bükülmelere karşı desteğe ihtiyacı vardır. Bu yatak bloğu destek sistemi geleneksel olarak bir çubuk veya tel ile bağlanan blok çiftlerinden oluşur. Çiftler doğrusal hareket sistemi boyunca birlikte hareket ederler.

Bir sistem daha uzun bir strok gerektirdiğinde, vidayı uzunluğu boyunca düzenli bölümlerde desteklemek için daha fazla yatak bloğu çifti eklenebilir. Üç hatta dört çiftin birlikte çalışması pratik olabilir, ancak bu sayının ötesinde çubukların veya tellerin bloklar arasına bağlanması zorlaşır.

Daha Uzun Vuruşlar

Daha uzun bir strok elde etmenin ilk zorluğu, daha uzun vida için daha fazla destek noktası sunabilecek bir sistem oluşturmaktır. Bir çözüm, bloklar için bağlantılı sistemi ortadan kaldırmak ve bunun yerine blokların birbirine çökebileceği ve gerektiğinde ayrılabileceği bir sistem kullanmaktır. Bloklar ayarlanan pozisyona ulaştığında vidayı yönlendirmek ve desteklemek için orada kalırlar. Böyle bir sistemde rulman blok çiftleri ile 10, 12 ve hatta 13 adet destek noktası gerçekleştirilebilmektedir. Bilyalı vida veya kılavuz vidaya yönelik bu destek sistemi, bükülmeden veya savrulmadan uzun hareket mesafelerine olanak sağlayabilir.

Uzunluğu 6 metrenin üzerine çıkarmak için bir sonraki zorluk daha uzun bir vida oluşturmaktır. Ancak mevcut ham maddedeki kısıtlamalar nedeniyle vidalar normalde yalnızca 6 metre uzunluğa kadar üretiliyor. Peki 10 metreden fazla vuruş uzunluğuna nasıl ulaşılabilir? Cevap, iki vidanın birbirine bağlanmasında ve bazı hassas üretim tekniklerinin kullanılmasında yatmaktadır.

Kurşun vidalar ve vidalı miller haddeleme hattında üretilir ve her parça biraz farklı bir kurşun sapması ile üretilebilir. Bu nedenle iki parçayı birleştirmek için kurşun sapması farklılıklarının üstesinden gelinmesi gerekir. İki vidanın başarılı bir şekilde birleştirilmesi için mümkün olan en küçük sapmaya sahip, en yüksek hassasiyete sahip vidalı millerin kullanılması gerekir. Bilyalı vidalar hassas bir şekilde işlenmeli, ısının parçaya girmemesi ve çapı veya uç geometrisini değiştirmemesi sağlanmalıdır. 0,01 veya 0,001 milimetre kadar küçük bir sapma bile nihai sistem için sorun yaratabilir.

İşleme sonrasında vidalar, iki uç arasında minimum sapma olacak şekilde bir kılavuz ve delik kullanılarak birleştirilir. Sonunda yüksek mukavemetli yapıştırıcı kullanılarak sabitlenirler. (Vidaların birbirine kaynaklanması yine geometriyi değiştirecek ve sorun yaratacaktır.)

Katlanabilir destek blok sistemleri ve hassas üretilmiş vidalarla vida tahrikli sistemler 10,8 metre veya daha uzun uzunluklarda yapılabilmektedir. Strok uzunluğu 2 ila 3 metre olan bir sistemin maksimum hızı yaklaşık 4.000 rpm olacaktır. Normalde daha uzun bir sistemde, savrulmayı önlemek için dönüş hızının önemli ölçüde düşürülmesi gerekir. Ancak ek desteklerle 10 metre uzunluğa kadar vidalı sistem 4.000 rpm'de çalışabilir.

Uzun Süreli Uygulamalar

Uzun strok uzunluklarına sahip vidalı sistemler, hassas doğrusal konumlandırma sağlamak için çok çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Bunun iyi bir örneği, metal boru ve tüpler için otomatik kaynak sistemidir. Kaynak nozulunun uzun hareket mesafelerinde doğru konumlandırılması gereklidir. Titanyum gibi yüksek kaliteli malzemelerin kaynaklandığı uygulamalarda, metalin oksitlenmesini önlemek için işlem vakumda gerçekleştirilir.

Otomotiv endüstrisindeki birçok uygulama uzun hareket uzunlukları gerektirir. Örneğin, altı eksenli robotlar genellikle kaynak veya makine bakım işlemleri için uzun stroklu doğrusal aktüatörlere monte edilir. Robot kollarının taşınmasında hız kritik bir faktör olmasa da, uzun uzunluk ve çok doğru konumlandırma gereklidir.

Optik kablo üretimi, üretilen fiberlerin kalitesini tehlikeye atmadan durdurulamayan yüksek hızlı, sürekli bir işlemdir. Kablolar büyük makaralara sarılır. Bir makara dolduğunda, ürün kaybını en aza indirmek için hızlı bir şekilde değiştirilmelidir. Hassasiyet ve hız, proses verimliliği açısından hayati öneme sahiptir. Uzun vidalı sistemler bu uygulamada hem makaraların ağır yükünü taşıma kabiliyetini hem de sunabilmektedir.

Ağır ekipmanın dikey düzlemde hareketini gerektiren herhangi bir uygulama, doğrusal bir vidanın sağlamlığından ve arızaya karşı emniyetli işlevselliğinden yararlanır. Örneğin uçak endüstrisinde yüksek hassasiyetli kameralar yukarı ve aşağı hareket ettirilir. Vidalar ağır ağırlığı güvenli ve hassas bir şekilde taşır. Bu tür uygulamalarda dinamik yük momentini karşılamak için büyük çaplı bilyalara sahip özel bilya kılavuz sistemleri kullanılmaktadır.

Mevcut Sistemlerdeki İyileştirmeler

Birçok uzun uzunluklu doğrusal hareket uygulamasında bilyalı vida tamamen açık bırakılır. Bu tür sistemlerde iki yaygın sorun vardır: Ya sistem istenilen hızda çalışamaz ya da sistemin bakımı zordur, çünkü açık vida toz ve döküntüleri çeker ve bilyeli somunun zamanından önce arızalanmasını önlemek için düzenli temizlik gerektirir.

Bu tür uygulamalarda istiflenmiş yatak bloğu konfigürasyonunun sağladığı ek destek, vidanın çok daha yüksek bir hızda çalıştırılabileceği anlamına gelir. Temizlik ve güvenilirlik sorunları, vidayı koruyan ve bakım gereksinimlerinde önemli azalmalar sunan kapalı, sızdırmaz bir sistem kullanılarak çözülebilir. Kapalı vida, toz ve döküntü girişine karşı korunur ve düzenli temizlik gerekmeden optimum performans ve güvenilirliği koruyabilir.

Böyle bir sistemde araba, delinmiş kanallarla donatılabilir ve bir gresörlükle bağlanabilir. Bu sayede kasayı açmaya gerek kalmadan tek noktadan yağlama yapılabilir. Ünitenin asla açılması gerekmediğinden sisteme sınırlı miktarda toz veya su girebilir. En kirli ortamlarda bile korunur.