Çoğu doğrusal hareket uygulaması için, geleneksel kayış veya vida tahrikli sistemler iyi çalışır. Ancak, daha uzun doğrusal mesafeler gerektiğinde sorunlar ortaya çıkabilir.

Uzun doğrusal hareketler gerektiğinde kayış tahrikli sistemler bariz bir seçimdir. Bu nispeten basit sistemler kayış boyunca gerginlik yaratmak için kasnak tahriklerini kullanır ve hızlı bir şekilde yüksek hızlara getirilebilirler. Ancak, bu sistemler daha uzun stroklara ulaştığında sarkan kayışlarla ilgili sorunlar ortaya çıkabilir. Sistemin uzunluğu boyunca gerginlik korunamaz.

Sistemde kauçuk veya plastik kayışların kendisinden kaynaklanan doğal olarak çok fazla esneklik vardır. Sistemin uzunluğu boyunca bu esneklik titreşime veya yaylanmaya neden olabilir ve bu da taşıyıcıda bir kırbaçlama etkisi yaratır. Belirli bir işlem bunu kaldıramıyorsa, vidalı tahrikli bir sistem daha iyi bir seçenek olabilir. Vidalı tahrikli sistemler, her zaman taşıyıcının tam kontrolünü sağlayan ve tam durdurma ve konumlandırma sağlayan sabit bir mekanik elemana sahiptir.

Güvenlik, vidalı sistemlerin bir diğer avantajıdır. Kayışlı sistemler, kayışın kopma olasılığı nedeniyle daha az güvenlidir. Böyle bir arıza kontrol edilemez ve dikey uygulamalarda yük düşebilir ve makineye veya hatta personele zarar verebilir. Vidalı bir sistemde bu sorun yoktur. Arıza durumunda bile, vidalı bir sistem yükün düşmesini durdurur ve güvenliği sağlar.

Tarihsel olarak, vidalı sistemlerdeki sorun daha uzun strok uzunluklarına ulaşma zorluğu olmuştur. Vidalı sistemler genellikle vidayı desteklemek ve daha yüksek dönüş hızlarında herhangi bir kırbaçlama etkisini durdurmak için yatak bloğu çiftleri kullanılarak 6 metreye kadar uzunluklarda sağlanabilir. Daha düşük hızlarda bile, daha uzun vidaların kendi ağırlıklarının neden olduğu bükülmeye 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 eder.

Bir sistem daha uzun bir strok gerektirdiğinde, vidayı uzunluğu boyunca düzenli bölümlerde desteklemek için daha fazla yatak bloğu çifti eklenebilir. Birlikte çalışan üç veya hatta dört çifte sahip olmak pratik olabilir, ancak bloklar arasındaki çubukları veya telleri bağlamak bu sayıdan sonra zorlaşır.

Daha Uzun Vuruşlar

Daha uzun bir strok elde etmenin ilk zorluğu, daha uzun vida için daha fazla destek noktası sunabilen bir sistem yaratmaktır. Bir çözüm, bloklar için bağlı sistemi ortadan kaldırmak ve bunun yerine, blokların gerektiğinde birbirine çökebileceği ve ayrılabileceği bir sistem kullanmaktır. Bloklar ayarlanan konumlarına ulaştığında, vidayı yönlendirmek ve desteklemek için orada kalırlar. Böyle bir sistemde, yatak bloğu çiftleriyle 10, 12 veya hatta 13 destek noktası gerçekleştirilebilir. Bilyalı vida veya kurşun vida için bu destek sistemi, bükülmeden veya kırbaçlanmadan uzun seyahat mesafeleri sağlayabilir.

6 metreden uzun bir vida üretmek için bir sonraki zorluk daha uzun bir vida üretmektir. Ancak, mevcut hammaddedeki kısıtlamalar nedeniyle vidalar normalde sadece 6 metreye kadar uzunlukta üretilir. Peki 10 metreden uzun bir strok uzunluğu nasıl elde edilebilir? Cevap, iki vidayı birbirine bağlamak ve bazı hassas üretim tekniklerini kullanmaktır.

Kurşun vidalar ve bilyalı vidalar bir haddeleme hattında üretilir ve her parça biraz farklı kurşun sapmasıyla üretilebilir. Bu nedenle, iki parçayı birleştirmek için kurşun sapmasındaki farklılıkların üstesinden gelinmesi gerekir. İki vidanın başarılı bir şekilde birleştirilmesi için, mümkün olan en küçük sapmaya sahip en yüksek hassasiyetli bilyalı vidalar kullanılmalıdır. Bilyalı vidalar hassas bir şekilde işlenmeli ve ısının parçaya girmemesi ve çapı veya kurşun geometrisini değiştirmemesi sağlanmalıdır. 0,01 veya 0,001 milimetre kadar küçük bir sapma bile nihai sistem için sorun yaratabilir.

İşlemeden sonra, vidalar iki uç arasında minimum sapma olacak şekilde bir musluk ve delik kullanılarak birleştirilir. Son olarak yüksek mukavemetli yapıştırıcı kullanılarak sabitlenirler. (Vidaları birbirine kaynaklamak yine geometriyi değiştirir ve sorunlar yaratır.)

Katlanabilir destek bloğu sistemleri ve hassas üretim vidaları olan vidalı sistemler 10,8 metre veya daha uzun uzunluklarda yapılabilir. 2 ila 3 metrelik bir strok uzunluğuna sahip bir sistemin maksimum hızı yaklaşık 4.000 rpm olur. Normalde daha uzun bir sistemde, kırbaçlanmayı önlemek için dönüş hızı önemli ölçüde düşürülmelidir. Ancak, ek desteklerle, 10 metreye kadar uzunluktaki bir vidalı sistem 4.000 rpm'de çalışabilir.

Uzun Uzunluklu Uygulamalar

Uzun strok uzunluklarına sahip vidalı sistemler, hassas doğrusal konumlandırma sağlamak için çok çeşitli endüstrilerde kullanılır. İyi bir örnek, metal boru ve borular için otomatik kaynak sistemidir. Uzun seyahat uzunlukları boyunca bir kaynak nozulunun doğru konumlandırılması gerekir. Titanyum gibi yüksek kaliteli malzemelerin kaynaklandığı uygulamalarda, metalin oksitlenmesini önlemek için işlem vakumda gerçekleştirilir.

Otomotiv endüstrisindeki birçok uygulama uzun seyahat uzunlukları gerektirir. Örneğin, altı eksenli robotlar genellikle kaynak veya makine bakım işlemleri için uzun stroklu doğrusal aktüatörlere monte edilir. Hız, robot kollarını taşımak için kritik bir faktör olmasa da, uzun uzunluk ve çok hassas konumlandırma gerekir.

Optik kablo üretimi, üretilen liflerin kalitesini tehlikeye atmadan durdurulamayan yüksek hızlı, sürekli bir işlemdir. Kablolar büyük makaralara sarılır. Bir makara dolduğunda, ürün kaybını en aza indirmek için hızla değiştirilmesi gerekir. Hassasiyet ve hız, işlem verimliliği için hayati önem taşır. Uzun vidalı sistemler, makaraların ağır yükünü idare etme yeteneğinin yanı sıra bu uygulamada her ikisini de sunabilir.

Dikey düzlemde ağır ekipmanların hareketini gerektiren herhangi bir uygulama, doğrusal bir vidanın sağlamlığından ve arızaya karşı güvenli işlevselliğinden faydalanır. 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 almak için büyük çaplı bilyelere sahip özel bilye kılavuz sistemleri kullanılır.

Mevcut Sistemlerde İyileştirmeler

Birçok uzun doğrusal hareket uygulamasında, bilyalı vida tamamen açık bırakılır. Bu tür sistemlerde iki yaygın sorun vardır: Ya sistem istenen hızda çalışamaz ya da açık vida toz ve döküntü çektiğinden sistemin bakımı zordur ve bilyalı somunun erken bozulmasını önlemek için düzenli temizlik gerektirir.

Bu tür uygulamalarda, yığılmış yatak bloğu yapılandırmasının sağladığı ek destek, vidanın çok daha yüksek bir hızda çalıştırılabileceği anlamına gelir. Temizlik ve güvenilirlik sorunları, vidayı koruyan ve bakım gereksinimlerinde önemli azalmalar sağlayan kapalı, mühürlü bir sistem kullanılarak çözülebilir. Kapalı vida, toz ve döküntülerin girişinden korunur ve düzenli temizlik yapılmadan optimum performans ve güvenilirliği koruyabilir.

Böyle bir sistemde, taşıyıcı delinmiş kanallarla donatılabilir ve bir gres memesi ile bağlanabilir. Bu, kasayı açmaya gerek kalmadan tek bir noktadan yağlamayı mümkün kılar. Ünite asla açılmak zorunda olmadığından, sisteme sınırlı miktarda toz veya su girebilir. En kirli ortamlarda bile korunur.