Geleneksel kremayer ve pinyon çift tahrik sistemleri, bölünmüş pinyon tabanlı tasarımlar ve makaralı pinyon sistemleri arasında çok sayıda fark vardır.

Havacılık ve uzaydan makine imalatına, cam kesiminden tıp sektörüne ve daha birçok alana kadar, üretim süreçleri güvenilir hareket kontrolüne bağlıdır. Bu uygulamaların gerektirdiği hız ve hassasiyeti çeşitli servo kontrollü doğrusal tahrik sistemleri sağlar.
Yaygın bir kurulum, servo kontrollerini geleneksel bir involüt kremayer ve pinyon dişliyle birleştirir. İkincisi, sıkışmaları ve aşırı aşınmayı önlemek için kremayer ve dişli dişleri arasında boşluk gerektirebilir veya çevresel değişiklikler (örneğin 10° sıcaklık değişimi) dişli dişleri genişledikçe sistemi kilitleyebilir. Öte yandan, boşluk, hataya eşdeğer olan geri tepmeye neden olur.

Çift ve bölünmüş pinyonlarda boşluk sorunları
Hassas uygulamalar için, boşluk sorununun tipik bir çözümü, kontrol görevi görmesi için ilk sisteme karşı, diğer yönde çeken ikinci bir pinyon eklemektir.

Bu fikrin bir versiyonu, yarık pinyon kullanmaktır. Burada, pinyon esasen yanal ortasından kesilir ve iki yarısı arasına bir yay yerleştirilir. Yarık pinyon kremayer dişlisi boyunca hareket ederken, pinyonun ilk yarısı kremayer dişlisinin bir tarafına, diğer yarısı ise bir sonraki kremayer dişlisine baskı yapar. Bu şekilde, yarık pinyon düzeni boşluk ve hatayı ortadan kaldırır.

Burada, pinyonun yalnızca yarısı iş yaparken diğer yarısı kontrol görevi gördüğünden, tork kapasitesi sınırlıdır. Ayrıca, tahrik dinamikleri yayın kuvvetini aşmak zorunda olduğundan, hareket kaybı meydana gelir ve bu da genel verimliliği düşürür. Hızlanma altında hareket ederken, yay da hafifçe kayabilir ve bu da hareket hassasiyetini azaltır. Son olarak, pinyon delme gibi bir işlem yapmak için durdurulduğunda, pinyondaki yay sistemi sabit kalmak yerine hafifçe esneyebilir.

Bir diğer boşluk düzeltmesi ise çift pinyon sistemidir. Bu düzenlemede, iki ayrı pinyon aynı kremayer boyunca hareket eder. Pinyonlar, ana (ana) pinyon konumlandırmayı gerçekleştirirken, ikinci (köle) pinyon boşluğu dengeler. Pinyonlar genellikle elektronik olarak kontrol edilir, bu nedenle hassasiyet korunur ve kontrol ayarları sistem aşınmasını telafi edecek şekilde ayarlanabilir.

İşin püf noktası ne? Çift pinyonlu sistemler maliyetli olabilir, çünkü tasarımcılar genellikle ikinci bir motor, pinyon ve dişli kutusu satın almak zorundadır. Tasarım alanı da artırılmalıdır: İkinci bir motor, sürüşü gerçekleştirmek için daha fazla uzunluk gerektirir. Örneğin, bir kullanıcı hareket kontrol sisteminin bir metre ileri geri hareket etmesini istiyorsa, ilkinin 200 ila 300 mm arkasında hareket eden ikinci pinyonu yerleştirmek için 1,2 veya 1,3 m'lik bir kremayer dişlisi uzunluğu gerekir. Son olarak, iki motoru çalıştırmanın maliyeti, tipik beş ila 10 yıllık bir tasarım ömrü boyunca önemlidir.

Makaralı pinyon tahriklerinin boşluksuz çalışması, bu freze makinesi gibi uzun stroklu uygulamalar için uygundur.
Başka bir seçenek: Makaralı pinyonlar
Makaralı pinyon teknolojisi, özel bir diş profiline sahip kremayer dişlisine geçen, rulman destekli makaralardan oluşan bir pinyon içerir. İki veya daha fazla makara, her zaman zıt yönde kremayer dişlileriyle bağlantı kurarak, bölünmüş pinyon ve pinyon tahrik sistemlerine göre daha yüksek hassasiyet sağlar: Kısacası, her makara her diş yüzeyine teğetsel bir yol izleyerek yaklaşır ve ardından düşük sürtünmeli çalışma için yüzeyden aşağı doğru yuvarlanır ve dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürmede %99'dan fazla verimlilik sağlar.

Makaralı pinyon, özel bir diş profiline geçen rulman destekli makaralardan oluşur.
Tasarımda, hassasiyeti düşürecek bir yay da yoktur ve yay kuvvetini aşmak için herhangi bir verimlilik kaybı yaşanmaz. Ayrıca, silindir hareketi boşluk gerektirmediğinden boşluk ve hata riskini ortadan kaldırır. Buna karşılık, geleneksel bir kremayer ve pinyon sisteminde, bir pinyon dişi kremayer dişinin bir tarafından itilerek anında diğer dişe geçmesi gerekir.

Bir makaralı pinyon, farklı dişlerin etrafında aynı anda dönerek, bir dişin bir tarafına yerleşir ve diğeriyle boşluk bırakır. İlkini dengelemek için ikinci bir pinyona gerek yoktur; bir pinyon, gerekli tork kapasitesini doğru bir şekilde iletir.

Makaralı pinyon tabanlı tasarımlar ayrıca kullanım ömrünü uzatır ve bakım maliyetlerini azaltır. Daha yavaş uygulamalarda sistem yağlama gerektirmeden çalışabilir. Geleneksel kremayer dişliler zamanla aşınır ve konumsal doğruluk ve tork için telafi gerektirirken, makaralı pinyonlar hassasiyeti korur. Her iki tasarımın pinyonları da periyodik olarak değiştirilmelidir, ancak en azından çift pinyonlara kıyasla, makaralı pinyonun genel değiştirme maliyetleri daha düşüktür.

Uygulama örnekleri
Büyük uçak gövde panellerinin üretimini düşünün. Bu uygulama, gantry tipi makinelerde uzun bir hareket mesafesi ve yüksek hassasiyet gerektirebilir. Makaralı pinyon tahrikler, bu uzun mesafelerde hassas doğrusal konumlandırma sağlar.

Buna karşılık, geleneksel kremayer ve pinyon konumsal doğruluğu, boşluk gereksinimleri nedeniyle yetersiz olabilir; minimum boşluk, kısa hareket mesafelerinde doğruluğu korur, ancak tasarımın üretimi ve uzun mesafelerde montajı pahalı olabilir. Çift pinyonlu bir sistem (iki pinyonun birbirine önceden yüklendiği) de uygulanabilir, ancak maliyetlidir ve genellikle uzun mesafelerde oluşan değişken boşluğa da izin vermez.

Çift pinyonlu sistemin bir diğer yaygın kullanım alanı, fiberglas bir freze makinesinde kesme kafasının konumlandırılmasıdır. Çift pinyonlu tahrik sistemi bu uygulamada başlangıçta iyi çalışsa da, fiberglas tozu ve karşı pinyonun oluşturduğu sürekli kayma sürtünmesi erken aşınmaya neden olabilir. Kayma yerine yuvarlanma kullanan bir makaralı pinyon sistemi kullanılarak, kullanım ömrü %300 veya daha fazla artırılabilir.

Makaralı pinyon sisteminin döner versiyonu da çok eksenli konumlandırma yapmak için kullanılabilir. Burada, birden fazla pinyon (hepsi bağımsız hareket eder) tek bir dişliye monte edilir. Tasarım, bu uygulamalarda bazen kullanılan çift pinyonlu tahriklerden daha az yer kaplar.