Bu makale, yapısal destek sistemi, kılavuz teknolojisi, tahrik teknolojisi ve sızdırmazlık, yağlama ve aksesuarlar dahil olmak üzere doğrusal bir sistem tasarımının temellerini açıklayacaktır. İlk olarak, kılavuz vida tahrikleri, bilyalı vida tahrikleri, kayış tahrikleri, bilyalı kılavuzlar, kızak kılavuzları ve tekerlek kılavuzları gibi farklı teknolojilerin avantaj ve dezavantajları ele alınacaktır. Ardından, kendi doğrusal sisteminizi tasarlayıp inşa etmenin, standart yapı taşlarından bir sistem yapılandırmaya kıyasla avantaj ve dezavantajları incelenecektir. Son olarak, ekonomik standart bileşenlere dayalı bir doğrusal sistemin boyutlandırılması ve seçilmesi için adım adım web tabanlı bir süreç açıklanacaktır.

Doğrusal bir sistemin yapı taşları; yapısal destek sistemi, tahrik sistemi, kılavuz sistemi, sızdırmazlık, yağlama ve aksesuarlardır. Yapısal destek sisteminin ana bileşeni, genellikle 12 metreye kadar uzunluklarda mevcut olan bir alüminyum ekstrüzyondur. Tabanın montaj yüzeyi, hassas konumlandırma gerektiren uygulamalar için işlenebilir. Daha düşük hassasiyetli taşıma tipi uygulamalar için taban ekstrüzyonları genellikle işlenmez. Taşıma uygulamalarında kullanılan tabanlar, yük altında bükülmeye ve ekstrüzyon işlemi sırasında bozulmaya karşı direnç için optimize edilmiştir ve bu sayede sistemin yalnızca uçlarından desteklenmesine olanak tanır.

Kılavuzların ana tipleri bilyalı kılavuzlar, tekerlek kılavuzları ve kızaklı veya prizma kılavuzlardır. Bilyalı kılavuzlar 38.000 Newton'a (N) kadar yüksek yükleri ve 27,60 Newton metreye (Nm) kadar yüksek moment yüklerini destekler. Bilyalı kılavuzların diğer avantajları arasında düşük sürtünme ve yüksek sertlik bulunur. Bilyalı kılavuzlar tek veya çift raylı konfigürasyonlarda mevcuttur. Bilyalı kılavuzların zayıf yönleri arasında nispeten yüksek maliyet ve yüksek gürültü seviyeleri bulunur. Tekerlek kılavuzlarının temel avantajlarından biri, saniyede 10 metreye (m/s) kadar olağanüstü yüksek hızlarda çalışabilme kabiliyetleridir. Tekerlek kılavuzları ayrıca düşük sürtünme ve çok yüksek sertlik sunar. Diğer yandan, tekerlek kılavuzları şok yüklemeye karşı nispeten düşük dirence sahiptir. Kızaklı kılavuzlar, çok sessiz çalışma sağlamak ve yüksek şok yüklerine dayanmak için profil yüzeyinde doğrudan çalışan prizma şekilli polimer burçlar kullanır. Kızaklı kılavuzların temel avantajlarından biri, kirli ortamlarda çalışabilme kabiliyetleridir. Kızaklı kılavuzlar, bilyalı veya tekerlek kılavuzlarından daha düşük hız ve yük kapasitesine sahiptir.

En popüler tahrik teknolojileri bilyalı vida tahrikleri, kılavuz vida tahrikleri ve kayış tahrikleridir. Bilyalı vida tahriki, bilyalı vida ve bilyalı somun ile birlikte dönen bilyalı rulmanlardan oluşur. Taşlanmış ve ön yüklemeli bilyalı vidalar olağanüstü yüksek konumlandırma hassasiyeti sağlar. Bilyalı vida üzerindeki yük, her bir bilyanın nispeten düşük bir yüke maruz kalması için çok sayıda bilyalı rulmana dağıtılır. Sonuç, 0,005 mm'ye kadar yüksek mutlak hassasiyet, 40 KN'ye kadar yüksek itme kapasitesi ve yüksek sertliktir. Mutlak doğruluk, beklenen ve gerçek konum arasındaki maksimum hata olarak tanımlanır. Bilyalı vida tahrikleri genellikle %90 mekanik verimlilik sağlar, bu nedenle yüksek maliyetleri genellikle azaltılmış güç gereksinimleri ile telafi edilir. Bir bilyalı vidanın kritik hızı, vidanın kök çapı, desteksiz uzunluğu ve uç destek konfigürasyonu tarafından belirlenir. Bilyalı vida destekleri, 12 metreye kadar strok ve 3.000 rpm giriş hızına sahip vida tahrikli ünitelerin kullanımına olanak tanır. Kılavuz vida tahrikleri, bilyalı vida tahriklerinin mutlak konumlandırma hassasiyetine ulaşamaz ancak 0,005 mm'lik mükemmel tekrarlanabilirlik sağlarlar. Tekrarlanabilirlik, bir konumlandırma sisteminin aynı yönden aynı hız ve yavaşlama oranıyla yaklaşırken çalışma sırasında bir konuma geri dönme yeteneği olarak tanımlanır. Kılavuz vidalı tahrikler, düşük ila orta görev çevrimli konumlandırma uygulamalarında kullanılır ve düşük gürültü seviyelerinde çalışır. Kayışlı tahrikler, 10 m/s'ye kadar hızlara ve 40 m/s2'ye kadar ivmeye sahip yüksek hızlı, yüksek verimli taşıma uygulamalarında kullanılır. Hem kılavuz sistemi hem de tahrik sistemi genellikle yağlama gerektirir. Yağlama bağlantı parçalarına kolay erişim, önleyici bakımı basitleştirir. Etkili bir yaklaşım, montaj sırasında ve periyodik bakım aralıklarında hem bilyalı vidanın hem de doğrusal yatak sisteminin yağlandığı bir ağı besleyen taşıyıcıdaki Zerk bağlantı parçalarının kullanılmasıdır. Prizma kılavuz sistemi bakım gerektirmez. Polimerin doğal yağlayıcılığına ek olarak, her vuruşta yağlayıcıyı yenileyen yağlanmış keçe silecekler bulunur. Sızdırmazlık teknolojisi birçok uygulamada önemlidir. Manyetik şerit conta, gerilimi korumak için yay yüklü paslanmaz çelik bir manyetik banttan oluşur. İki uç, sistemin uç plakalarına sabitlenir ve kapak bandı veya sızdırmazlık şeridi, taşıyıcıdaki bir boşluktan geçirilir. Taşıyıcılar sistem boyunca hareket ettikçe, şerit mıknatıslardan kaldırılarak taşıyıcının geçmesine izin verilir.

Alternatif bir sızdırmazlık teknolojisi olan plastik kapak bantları, taban ekstrüzyonuyla birbirine geçen ve tıpkı bir Ziploc poşeti gibi davranan uyumlu bir kauçuk şerit kullanır. Birleşen "dil ve oluk" profilleri, partiküllerin girişini önlemede son derece etkili bir labirent conta oluşturur. Esnek motor bağlantıları, doğrusal sistemlerin otomatik montajlara entegrasyonunu kolaylaştırır. Kullanıcılar, standart bir NEMA motor bağlantısı talep edebilir veya motorlarına özel montaj bilgileri sağlayabilir ya da motor üreticisinin adını ve parça numarasını verebilirler. Gövde ve kaplin, müşterinin motorunun temel özelliklerine uyacak şekilde ortak ham malzemelerden işlenir: motor flanşındaki cıvata boyutu ve cıvata dairesi çapı; motor pilot çapı; ve motor şaft çapı ve uzunluğu. Bu, kızakların neredeyse tüm motorlara garantili hizalama ile yatay, dikey, eğimli veya ters olarak kolayca monte edilmesini sağlar.

Her tahrik tipi ve kılavuz tipi kombinasyonu mantıklı değildir. Pratik uygulamalarda kullanılan yedi teknoloji grubu şunlardır: kılavuz vida tahriki ve bilyalı kılavuz, kılavuz vida tahriki ve kızaklı kılavuz, bilyalı vida tahriki ve bilyalı kılavuz, bilyalı vida tahriki ve kızaklı kılavuz, kayış tahriki ve bilyalı kılavuz, kayış tahriki ve kızaklı kılavuz ve kayış tahriki ve tekerlek kılavuzu. Örümcek diyagramları, bu teknolojilerin her birinin göreceli güçlü ve zayıf yönlerini göstermektedir. Bilyalı vida tahriki ve bilyalı kılavuz teknolojisi, yüksek tekrarlanabilirlik, yüksek sertlik ve yüksek kuvvet ve momentleri idare etme yeteneği sunar. Bir takım tezgahında dişli boşluklarını yüklemek ve boşaltmak için kullanılan doğrusal sistem gibi, yüksek yükler ve yüksek görev döngüleri olan hassas konumlandırma uygulamalarında kullanılır. Kayış tahrikli, bilyalı kılavuzlu üniteler, ağır yük ve yüksek moment yükleri olan yüksek hız ve ivme uygulamaları için tasarlanmıştır. Bu teknoloji grubu, bir boşluğu kaplayan ve uçlardan veya aralıklı olarak desteklenen uygulamalar için uygundur. Tipik bir uygulama kutu paletlemesini içerir. Kayış tahrikli, kızaklı kılavuzlu doğrusal sistemler orta hız ve ivme kabiliyeti sağlar. Kızaklı kılavuzlar darbe yüklerini yönetebilir, ancak doğrusal hızları biraz sınırlıdır. Bu kombinasyon, düşük bakım gerektiren, uygun maliyetli ve düşük gürültülü bir çözüm sunar. Manyetik bir kapak bandının eklenmesi, bu çözümü yüksek partikül içeriğine sahip ve sac metal püskürtme işlemi uygulaması gibi yıkama gerektiren ortamlar için ideal hale getirir. Kayış tahrikli, tekerlek kılavuzlu üniteler, orta düzeyde maliyet, düşük gürültü ve nispeten düşük bakım gereksinimlerinin yanı sıra yüksek doğrusal hız ve ivmelenme kabiliyetleri sunar. Tipik bir uygulama, paketleme ve dolum makineleridir.

Yapmak mı satın almak mı? Doğrusal bir sistem yapmak mı yoksa satın almak mı gerektiğine karar verirken, doğrusal bir sistem tasarlamak için gereken mühendislik süresi ve uzmanlığına bakmak önemlidir. Bir sistem tasarlamak, doğrusal ve radyal yatak ömrü, bilyalı vida ömrü, bilyalı vidanın kritik hızı, destek profilinin sapması, yağlama seçimi, kapak tasarımı vb. gibi mühendislik hesaplamalarını içerir. Tasarım süresini kısaltmak için doğrusal sistemi büyük boyutlandırma yaklaşımının dezavantajı, maliyetin ve kapsamın artması ve hiçbir temel noktanın atlanmadığından emin olmak için temel mühendisliğin yine de gerekli olmasıdır. Doğrusal sistemler satın alırken, standart katalog ürünlerinin uygulamanın gereksinimlerini karşılamadığı zamanlar olacaktır. Bu durumda, standart ürünlerde veya beyaz sayfa tasarımlarında önemli değişiklikler uygulanabilir alternatiflerdir. Geniş bir ürün yelpazesine ve mühendislik yeteneklerine sahip bir ortak, zamandan ve paradan tasarruf ederken ve geliştirme döngüsünü hızlandırırken sorununuzu çözmek için sizinle birlikte çalışabilir.