अधिकांश रेखीय गति अनुप्रयोगों के लिए, पारंपरिक बेल्ट- या स्क्रू-चालित प्रणालियाँ अच्छी तरह काम करती हैं। हालाँकि, लंबी रेखीय दूरी की आवश्यकता होने पर समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं।

लंबी रैखिक गतियों के लिए बेल्ट-चालित प्रणालियाँ एक स्पष्ट विकल्प हैं। ये अपेक्षाकृत सरल प्रणालियाँ बेल्ट पर तनाव उत्पन्न करने के लिए पुली ड्राइव का उपयोग करती हैं और इन्हें जल्दी से उच्च गति तक पहुँचाया जा सकता है। हालाँकि, जैसे-जैसे ये प्रणालियाँ लंबी गति तक पहुँचती हैं, बेल्ट के ढीले पड़ने की समस्या उत्पन्न हो सकती है। सिस्टम की पूरी लंबाई में तनाव बनाए रखना संभव नहीं होता है।

रबर या प्लास्टिक बेल्ट के कारण सिस्टम में स्वाभाविक रूप से काफी लचीलापन होता है। सिस्टम की पूरी लंबाई में यह लचीलापन कंपन या उछाल पैदा कर सकता है, जिससे कैरिज पर कोड़े जैसा प्रभाव पड़ता है। यदि कोई विशेष प्रक्रिया इसे सहन नहीं कर सकती, तो स्क्रू-चालित सिस्टम बेहतर विकल्प हो सकता है। स्क्रू-चालित सिस्टम में एक निश्चित यांत्रिक तत्व होता है जो सटीक स्टॉपिंग और पोजिशनिंग के साथ हर समय कैरिज पर पूर्ण नियंत्रण सुनिश्चित करता है।

स्क्रू-चालित प्रणालियों का एक और लाभ सुरक्षा है। बेल्ट-चालित प्रणालियाँ कम सुरक्षित होती हैं क्योंकि बेल्ट टूटने की संभावना रहती है। ऐसी खराबी अनियंत्रित हो सकती है और ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में, भार गिरकर मशीनरी या यहाँ तक कि कर्मचारियों को भी नुकसान पहुँचा सकता है। स्क्रू-चालित प्रणाली में यह समस्या नहीं होती। विफलता की स्थिति में भी, स्क्रू-चालित प्रणाली भार को गिरने से रोकती है और सुरक्षा सुनिश्चित करती है।

ऐतिहासिक रूप से, स्क्रू-चालित प्रणालियों में समस्या लंबी स्ट्रोक लंबाई प्राप्त करने में कठिनाई रही है। स्क्रू-चालित प्रणालियाँ आमतौर पर 6 मीटर तक की लंबाई में उपलब्ध कराई जा सकती हैं, जिनमें स्क्रू को सहारा देने और उच्च घूर्णन गति पर किसी भी प्रकार के झटके को रोकने के लिए बेयरिंग ब्लॉकों के जोड़े का उपयोग किया जाता है। कम गति पर भी, लंबे स्क्रू को अपने वजन के कारण होने वाले झुकाव से बचाने के लिए सहारे की आवश्यकता होती है। यह बेयरिंग ब्लॉक सपोर्ट प्रणाली परंपरागत रूप से एक छड़ या तार से जुड़े ब्लॉकों के जोड़ों से बनी होती है। ये जोड़े रैखिक गति प्रणाली के साथ-साथ चलते हैं।

जब किसी सिस्टम को अधिक स्ट्रोक की आवश्यकता होती है, तो स्क्रू को उसकी लंबाई के साथ नियमित विभाजनों पर सहारा देने के लिए अधिक बेयरिंग ब्लॉक जोड़े जोड़े जा सकते हैं। तीन या चार जोड़े एक साथ काम कर सकते हैं, लेकिन इससे अधिक संख्या में ब्लॉकों के बीच रॉड या तारों को जोड़ना मुश्किल हो जाता है।

लंबे स्ट्रोक

लंबे स्ट्रोक को प्राप्त करने की पहली चुनौती एक ऐसी प्रणाली बनाना है जो लंबे स्क्रू के लिए अधिक सपोर्ट पॉइंट प्रदान कर सके। एक समाधान यह है कि ब्लॉकों के लिए कनेक्टेड सिस्टम को हटा दिया जाए और इसके बजाय एक ऐसी प्रणाली का उपयोग किया जाए जिसमें ब्लॉक एक दूसरे में समा सकें और आवश्यकता पड़ने पर अलग हो सकें। एक बार ब्लॉक अपनी निर्धारित स्थिति पर पहुँच जाने के बाद, वे स्क्रू को गाइड और सपोर्ट करने के लिए वहीं बने रहते हैं। ऐसी प्रणाली में, बेयरिंग ब्लॉक के जोड़ों के साथ 10, 12 या यहाँ तक कि 13 सपोर्ट पॉइंट प्राप्त किए जा सकते हैं। बॉलस्क्रू या लीड स्क्रू के लिए यह सपोर्ट सिस्टम बिना झुके या झटके के लंबी दूरी तक यात्रा करने में सक्षम बनाता है।

6 मीटर से अधिक लंबाई के लिए, अगली चुनौती एक लंबा पेंच बनाना है। हालांकि, उपलब्ध कच्चे माल की सीमाओं के कारण, पेंच आमतौर पर केवल 6 मीटर तक की लंबाई में ही उत्पादित किए जाते हैं। तो 10 मीटर से अधिक की स्ट्रोक लंबाई कैसे प्राप्त की जा सकती है? इसका उत्तर दो पेंचों को आपस में जोड़कर और कुछ सटीक निर्माण तकनीकों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है।

लीड स्क्रू और बॉलस्क्रू रोलिंग लाइन पर निर्मित होते हैं, और प्रत्येक भाग में लीड विचलन थोड़ा भिन्न हो सकता है। इसलिए, दो भागों को जोड़ने के लिए, लीड विचलन में अंतर को दूर करना आवश्यक है। दो स्क्रू को सफलतापूर्वक जोड़ने के लिए, न्यूनतम विचलन वाले उच्चतम परिशुद्धता वाले बॉलस्क्रू का उपयोग किया जाना चाहिए। बॉलस्क्रू की सटीक मशीनिंग की जानी चाहिए, यह सुनिश्चित करते हुए कि ऊष्मा भाग में प्रवेश न करे और व्यास या लीड ज्यामिति को परिवर्तित न करे। 0.01 या 0.001 मिलीमीटर जितना छोटा विचलन भी अंतिम सिस्टम के लिए समस्याएँ उत्पन्न कर सकता है।

मशीनिंग के बाद, स्क्रू को टैप और होल की मदद से इस तरह जोड़ा जाता है कि दोनों सिरों के बीच न्यूनतम विचलन हो। अंत में, इन्हें उच्च-शक्ति वाले चिपकने वाले पदार्थ से मजबूती से चिपकाया जाता है। (स्क्रू को वेल्डिंग करने से ज्यामिति में बदलाव आ जाएगा और समस्याएँ उत्पन्न हो जाएँगी।)

कोलैप्सिबल सपोर्ट ब्लॉक सिस्टम और सटीक रूप से निर्मित स्क्रू वाले स्क्रू-चालित सिस्टम 10.8 मीटर या उससे अधिक लंबाई में बनाए जा सकते हैं। 2 से 3 मीटर स्ट्रोक लंबाई वाले सिस्टम की अधिकतम गति लगभग 4,000 आरपीएम होती है। सामान्यतः, लंबे सिस्टम में, झटके से बचने के लिए घूर्णन गति को काफी कम करना पड़ता है। लेकिन, अतिरिक्त सपोर्ट के साथ, 10 मीटर तक लंबे स्क्रू-चालित सिस्टम को 4,000 आरपीएम पर चलाया जा सकता है।

लंबी अवधि के अनुप्रयोग

लंबी स्ट्रोक लंबाई वाले स्क्रू-चालित सिस्टम का उपयोग विभिन्न उद्योगों में सटीक रैखिक स्थिति निर्धारण के लिए किया जाता है। धातु के पाइप और ट्यूबों के लिए स्वचालित वेल्डिंग सिस्टम इसका एक अच्छा उदाहरण है। लंबी दूरी तक वेल्डिंग नोजल की सटीक स्थिति निर्धारण आवश्यक है। टाइटेनियम जैसी उच्च गुणवत्ता वाली सामग्रियों की वेल्डिंग के अनुप्रयोगों में, धातु के ऑक्सीकरण से बचने के लिए प्रक्रिया निर्वात में की जाती है।

ऑटोमोटिव उद्योग में कई अनुप्रयोगों के लिए लंबी यात्रा लंबाई की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, वेल्डिंग या मशीन रखरखाव कार्यों के लिए छह-अक्षीय रोबोट अक्सर लंबी-स्ट्रोक रैखिक एक्चुएटर्स पर लगाए जाते हैं। हालांकि रोबोट भुजाओं के परिवहन के लिए गति एक महत्वपूर्ण कारक नहीं हो सकती है, लेकिन लंबी लंबाई और अत्यंत सटीक स्थिति निर्धारण आवश्यक है।

ऑप्टिकल केबल का निर्माण एक उच्च गति वाली, निरंतर प्रक्रिया है जिसे फाइबर की गुणवत्ता को प्रभावित किए बिना रोका नहीं जा सकता। केबलों को बड़े रीलों पर लपेटा जाता है। जब एक रील भर जाती है, तो उत्पाद की बर्बादी को कम करने के लिए इसे तुरंत बदलना आवश्यक होता है। प्रक्रिया की दक्षता के लिए सटीकता और गति अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। लंबे स्क्रू-चालित सिस्टम इस अनुप्रयोग में ये दोनों गुण प्रदान कर सकते हैं, साथ ही रीलों के भारी भार को संभालने की क्षमता भी रखते हैं।

ऊर्ध्वाधर तल में भारी उपकरणों की गति से संबंधित किसी भी अनुप्रयोग में रैखिक पेंच की मज़बूती और त्रुटि-रहित कार्यप्रणाली से लाभ मिलता है। उदाहरण के लिए, विमान उद्योग में उच्च परिशुद्धता वाले कैमरों को ऊपर और नीचे ले जाया जाता है। पेंच भारी भार को सुरक्षित और सटीक रूप से वहन करते हैं। ऐसे अनुप्रयोगों में, गतिशील भार को संभालने के लिए बड़े व्यास वाले बॉल गाइड सिस्टम का उपयोग किया जाता है।

मौजूदा प्रणालियों में सुधार

कई लंबी रैखिक गति अनुप्रयोगों में, बॉलस्क्रू को पूरी तरह से खुला छोड़ दिया जाता है। ऐसे सिस्टमों में दो सामान्य समस्याएं होती हैं: या तो सिस्टम वांछित गति से काम नहीं कर पाता है, या सिस्टम का रखरखाव मुश्किल हो जाता है, क्योंकि खुला स्क्रू धूल और गंदगी को आकर्षित करता है, जिससे बॉल नट की समय से पहले विफलता से बचने के लिए नियमित सफाई की आवश्यकता होती है।

ऐसे अनुप्रयोगों में, स्टैक्ड बेयरिंग ब्लॉक कॉन्फ़िगरेशन द्वारा प्रदान किए गए अतिरिक्त सपोर्ट का मतलब है कि स्क्रू को बहुत अधिक गति पर संचालित किया जा सकता है। स्क्रू की सुरक्षा करने और रखरखाव की आवश्यकताओं में उल्लेखनीय कमी लाने वाले एक ढके हुए, सीलबंद सिस्टम का उपयोग करके सफाई और विश्वसनीयता संबंधी समस्याओं का समाधान किया जा सकता है। बंद स्क्रू धूल और मलबे के प्रवेश से सुरक्षित रहता है और नियमित सफाई के बिना भी इष्टतम प्रदर्शन और विश्वसनीयता बनाए रख सकता है।

इस प्रकार की प्रणाली में, कैरिज को ड्रिल किए गए चैनलों से सुसज्जित किया जा सकता है और ग्रीस निप्पल से जोड़ा जा सकता है। इससे आवरण को खोले बिना एक ही बिंदु से चिकनाई प्रदान करना संभव हो जाता है। चूंकि इकाई को कभी खोलना नहीं पड़ता, इसलिए धूल या पानी की सीमित मात्रा ही प्रणाली में प्रवेश कर पाती है। यह अत्यधिक गंदे वातावरण में भी सुरक्षित रहती है।