Iskunpituus, nopeus, tarkkuus, asennus, huolto.

Työskentelet sovelluksen parissa, joka vaatii lineaariliikettä – esimerkiksi poiminta- ja sijoitusjärjestelmä, pakkauslinja tai materiaalinsiirtoa varten tarkoitettu portaali – mutta oman toimilaitteen suunnittelu alusta alkaen, eri osien hankinta, komponenttien asennus ja kohdistaminen sekä huoltojärjestelmän toteuttaminen ei ole tehokasta ajankäyttöä. Alat tarkastella valmiiksi suunniteltuja ja koottuja lineaaritoimilaitteita, mutta vaihtoehtoja tyypin, koon ja toimintaperiaatteen suhteen on niin paljon, että on vaikea tietää, mistä aloittaa valinnassa.

Ensimmäinen askel kentän rajaamisessa on valita, mikä käyttömekanismi sopii parhaiten sovellukseesi. Useimmat valmistajat tarjoavat vähintään kaksi käyttövaihtoehtoa, joista hammashihna ja kuularuuvi ovat yleisimpiä, kun taas pneumaattiset ja lineaarimoottorit palvelevat erityisiä sovelluksia. Alla on viisi tekijää, jotka auttavat sinua valitsemaan kahden yleisimmän toimilaitetyypin – hammashihnan ja kuularuuvin – välillä.

1. Iskun pituus

Iskunpituus, joka toimilaitteen on liikuttava yhteen suuntaan, on ensimmäinen huomioon otettava vaatimus valittaessa kuularuuvi- tai hihnakäyttöä. Kuularuuvitoimilaitteita on yleensä saatavilla 1000 mm:n tai sitä lyhyempinä pituuksina, vaikka suurempihalkaisijaisia ​​kuularuuveja voidaan käyttää jopa 3000 mm:n pituisina. Tätä rajaa määrää ruuvin kriittinen nopeus. Kun ruuvin pituus kasvaa, sen kriittinen nopeus eli nopeus, jolla ruuvi alkaa kohdata taivutusvärähtelyjä, pienenee. Yksinkertaisesti sanottuna, kun ruuvi pitenee ja pyörii nopeammin, se alkaa "piiskata" kuin hyppynaru.

Hammashihnakäyttöisissä toimilaitteissa hihnan kiristysmahdollisuus rajoittaa enimmäispituutta. Käyttämällä leveämpiä hihnoja (suurempi kosketuspinta-ala) ja korkeampaa hammasjakoa hihnakäyttöisiä toimilaitteita käytetään yleisesti sovelluksissa, jotka vaativat 10–12 metrin iskunpituuden.

2. Nopeus

Toinen kriittinen tekijä toimilaitteen valinnassa on nopeus. Useimpien hihnakäyttöisten toimilaitteiden suurin nopeus on 5 m/s. Tähän rajaan vaikuttaa ohjainjärjestelmä, jossa käytetään yleisimmin kiertolaakereita. Sovelluksissa, jotka vaativat suurempia nopeuksia, jopa 10 m/s, hihnakäyttöä voidaan käyttää yhdessä esikuormitettujen pyörien tai nokkarullien kanssa kiertolaakereiden sijaan.

Kuten edellä mainittiin, kuularuuvikäyttöisessä toimilaitteessa kriittinen nopeus pienenee pituuden kasvaessa. Yleisesti ottaen kuularuuvitoimilaitteet voivat saavuttaa jopa 1,5 m/s nopeudet alle metrin iskunpituuksilla. Kuularuuvituet voivat tarjota lisäjäykkyyttä lyhentämällä ruuvin tukematonta pituutta, jolloin toimilaite voi saavuttaa suurempia nopeuksia ja pidempiä pituuksia. Kuularuuvitukia harkittaessa on pyydettävä apua valmistajalta tarvittavien nopeus- ja pituuslaskelmien suorittamisessa.

3. Tarkkuus

Tarkkuudella tarkoitetaan laajasti joko liiketarkkuutta (missä vaunu tai satula sijaitsee tilassa liikkeen aikana), paikannustarkkuutta (kuinka lähellä toimilaite saavuttaa kohdeasennon) tai toistettavuutta (kuinka lähellä toimilaite saavuttaa saman aseman jokaisella iskulla). Vaikka liiketarkkuuteen vaikuttavat suuresti toimilaitteen rakenne, alusta ja kiinnitys, paikannustarkkuus ja toistettavuus ovat ensisijaisesti käyttömekanismin toimintoja.

Kuularuuveilla, erityisesti esikuormitettuina, on parempi paikannustarkkuus kuin hihnakäytöillä niiden jäykkyyden ansiosta. Paikoituksen "epätarkkuus" voidaan kuitenkin mitata ja kompensoida toimilaitteen ohjausjärjestelmässä. Tästä syystä toistettavuus (kyky saavuttaa sama asento jokaisella iskulla) on usein tärkein tekijä tarkkarajaisissa sovelluksissa. Korkean toistettavuuden saavuttamiseksi käyttömekanismin jäykkyys on ratkaisevan tärkeää, joten esikuormitettu kuularuuvi-mutterikokoonpano on parempi valinta.

4. Asennus

Joissakin tapauksissa toimilaitteen asennussuunta määrää, mikä käyttömekanismi on paras. Sekä hihna- että kuularuuvikäyttöiset käyttölaitteet soveltuvat vaakasuoraan ja kaltevaan asennusasentoon, mutta pystysuoraa asennusta vaativat sovellukset vaativat huolellisempaa arviointia.

Vaikka jokainen kuormaa pystysuunnassa liikuttava järjestelmä tarvitsee sisäänrakennettuja turvamekanismeja, kuularuuvikäyttöjä pidetään usein hihnakäyttöjä turvallisempina pystysuorien kuormien kuljetuksessa. Tämä johtuu siitä, että kuularuuvit eivät kuormasta, ruuvin noususta ja järjestelmän kitkasta riippuen halua taaksepäin pyöriä eli "pudota vapaasti", jos jarru pettää tai järjestelmä vaurioituu vakavasti. Kun pystysuorassa sovelluksessa tarvitaan hihnakäyttöistä toimilaitetta, ulkoista jarrua tai vastapainoa tulisi harkita vakavasti.

5. Huolto

Lineaaritoimilaitteiden ensisijainen vikojen syy on voitelun puute. Sekä kuularuuvi- että hihnakäyttöiset toimilaitteet vaativat ohjainjärjestelmän säännöllistä voitelua, mutta kuularuuvit ovat toinen komponentti, jota on valvottava asianmukaisen voitelun varmistamiseksi. Jotkut valmistajat ovat ratkaisseet tämän tarjoamalla järjestelmiä, jotka voidellaan käyttöiän ajan (käyttöikä määritellään tietyksi liikematkaksi tai kierrosten lukumääräksi tietyllä kuormituksella, nopeudella ja ympäristöllä), mutta monet sovellukset jäävät näiden määriteltyjen parametrien ulkopuolelle ja vaativat voitelua jossain vaiheessa niiden käyttöikää.

Vaikka hihnakäyttöisillä toimilaitteilla on etuna vähemmän huollettavia komponentteja, kun ympäristössä on pölyä tai lastuja, on toimilaitteen suunnittelussa pyrittävä minimoimaan epäpuhtauksien pääsy hihnapyörän koteloihin. Tämä varmistaa hihnapyörän laakereiden pidemmän käyttöiän ja vähentää itse hihnan kulumista.

Sekä hihnakäytöillä että kuularuuvikäytöillä on suorituskykyetuja. Muista alustavaa valintaa tehdessäsi, että hihnakäytöt ovat tyypillisesti parempi valinta pitkille iskuille ja suurille nopeuksille, kun taas kuularuuvikäytöt sopivat paremmin sovelluksiin, jotka vaativat suurta toistettavuustarkkuutta tai pystysuoraa asennusta. Joissakin sovelluksissa kumpi tahansa käyttömekanismi täyttää edellä mainitut kriteerit. Näissä tapauksissa valmistaja voi opastaa sinua oikean toimilaitteen valinnassa edistyneempien tekijöiden, kuten kiihtyvyyden, asettumisajan tai ympäristöolosuhteiden, perusteella.