Bu makale, yapısal destek sistemi, kılavuz teknolojisi, tahrik teknolojisi ve sızdırmazlık, yağlama ve aksesuarlar da dahil olmak üzere doğrusal bir sistemin tasarımının temellerini açıklayacaktır. İlk olarak, kurşun vidalı tahrikler, bilyalı vidalı tahrikler, kayış tahrikleri, bilyalı kılavuzlar, kayar kılavuzlar ve tekerlek kılavuzları gibi farklı teknolojilerin avantaj ve dezavantajlarını ele alacaktır. Ardından, kendi doğrusal sisteminizi tasarlamanın ve inşa etmenin avantaj ve dezavantajlarına ve standart yapı taşlarından bir sistem yapılandırmanın avantajlarına bakacaktır. Son olarak, makale, ekonomik standart bileşenlere dayalı olarak doğrusal bir sistemin boyutlandırılması ve seçimi için adım adım web tabanlı bir süreci açıklayacaktır.

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 bulunan bir alüminyum ekstrüzyondur. Tabanın montaj yüzeyi, hassas konumlandırma gerektiren uygulamalar için işlenebilir. Daha düşük hassasiyet gerektiren taşıma tipi uygulamalar için taban ekstrüzyonları genellikle işlenmez. Taşıma uygulamalarında kullanılan tabanlar, yük altında bükülmeye ve ekstrüzyon işlemi sırasında deformasyona karşı direnç için optimize edilmiştir ve sistemin yalnızca uçlarından desteklenmesine olanak tanır.

Ana kılavuz tipleri bilyalı kılavuzlar, tekerlekli kılavuzlar ve kayar 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 rijitlik bulunur. Bilyalı kılavuzlar tek veya çift raylı konfigürasyonlarda mevcuttur. Bilyalı kılavuzların dezavantajları arasında nispeten yüksek maliyet ve yüksek gürültü seviyeleri yer alır. Tekerlekli kılavuzların en önemli avantajı, saniyede 10 metreye (m/s) kadar olağanüstü yüksek hızlarda çalışabilmeleridir. Tekerlekli kılavuzlar ayrıca düşük sürtünme ve çok yüksek rijitlik sunar. Öte yandan, tekerlekli kılavuzlar şok yüklemeye karşı nispeten düşük dirence sahiptir. Kayar kılavuzlar, çok sessiz çalışma sağlamak ve yüksek şok yüklerine dayanmak için doğrudan profil yüzeyinde çalışan prizma şeklinde polimer burçlar kullanır. Kayar kılavuzların en önemli avantajı, kirlenmiş ortamlarda çalışabilmeleridir. Kayar kılavuzlar, bilyalı veya tekerlekli kılavuzlara göre daha düşük hız ve yük kapasitesine sahiptir.

En popüler tahrik teknolojileri bilyalı vidalı tahrikler, kurşun vidalı tahrikler ve kayış tahrikleridir. Bilyalı vidalı tahrik, bilyalı vida ve bilyalı somundan oluşur ve bilyalı rulmanlar devridaim yapar. Taşlanmış ve önceden yüklenmiş bilyalı vidalar, olağanüstü yüksek konumlandırma hassasiyeti sağlar. Bilyalı vida üzerindeki yük, çok sayıda bilyalı rulman üzerine dağıtılır, böylece her bilya nispeten düşük bir yüke maruz kalır. Sonuç olarak, 0,005 mm'ye kadar yüksek mutlak hassasiyet, 40 KN'ye kadar yüksek itme kapasitesi ve yüksek rijitlik elde edilir. Mutlak hassasiyet, beklenen ve gerçek konum arasındaki maksimum hata olarak tanımlanır. Bilyalı vidalı tahrikler tipik olarak %90 mekanik verimlilik sağlar, bu nedenle daha yüksek maliyetleri genellikle daha düşük güç gereksinimleriyle dengelenir. Bir bilyalı vidanın kritik hızı, vidanın kök çapı, desteksiz uzunluğu ve uç destek konfigürasyonu tarafından belirlenir. Bilyalı vida destekleri, 12 metreye kadar strok ve 3000 rpm giriş hızına kadar vidalı tahrikli ünitelerin kullanımını sağlar. Kurşun vidalı tahrikler, bilyalı vidalı tahriklerin 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 dönebilme yeteneği olarak tanımlanır. Kurşun vidalı tahrik sistemleri, düşük ila orta çalışma döngülü konumlandırma uygulamalarında kullanılır ve düşük gürültü seviyelerinde çalışır. Kayış tahrik sistemleri, 10 m/s'ye kadar hız ve 40 m/s²'ye kadar ivme ile yüksek hızlı, yüksek verimli taşıma uygulamalarında kullanılır. Hem kılavuz sistemi hem de tahrik sistemi genellikle yağlama gerektirir. Yağlama bağlantılarına kolay erişim, önleyici bakımı kolaylaştırır. Etkili bir yaklaşım, hem bilyalı vida hem de doğrusal yatak sisteminin kurulum sırasında ve periyodik bakım aralıklarında yağlandığı bir ağa besleme sağlayan taşıyıcı üzerindeki Zerk bağlantılarının kullanılmasıdır. Prizma kılavuz sistemi bakım gerektirmez. Polimerin doğal yağlayıcılığına ek olarak, her strokta yağlayıcıyı yenileyen yağlanmış keçe silecekler bulunur. Sızdırmazlık teknolojisi birçok uygulamada önemlidir. Manyetik şerit conta, gerilimi korumak için yaylı paslanmaz çelik manyetik bir banttan oluşur. İki uç, sistemin uç plakalarına sabitlenir ve kapak bandı veya sızdırmazlık şeridi, taşıyıcıdaki bir boşluktan geçirilir. Taşıyıcılar sistemin uzunluğu boyunca hareket ederken, şerit mıknatıslardan kaldırılarak taşıyıcının geçmesine izin verilir.

Alternatif bir sızdırma teknolojisi olan plastik kaplama bantları, taban ekstrüzyonuyla birbirine kenetlenen ve tıpkı bir Ziploc poşeti gibi davranan esnek bir kauçuk şerit kullanır. Birbirine geçen "dil ve oluk" profilleri, partiküllerin girişini önlemede son derece etkili bir labirent conta oluşturur. Esnek motor bağlantı elemanları, doğrusal sistemlerin otomatik montajlara entegrasyonunu kolaylaştırır. Kullanıcılar, standart bir NEMA motor bağlantı elemanı talep edebilir veya motorlarına özgü montaj bilgilerini veya motor üreticisinin adını ve parça numarasını sağlayabilirler. Gövde ve kaplin, müşterinin motorunun temel özellikleriyle eşleşecek şekilde ortak boşluklardan işlenir: motor flanşındaki cıvata boyutu ve cıvata dairesi çapı; motor pilot çapı; ve motor şaft çapı ve uzunluğu. Bu, kızakların neredeyse her motora yatay, dikey, eğimli veya ters çevrilmiş olarak kolayca monte edilmesini ve hizalamanın garanti edilmesini sağlar.

Her tahrik tipi ve kılavuz tipi kombinasyonu mantıklı değildir. Pratik uygulamalarda kullanılan yedi teknoloji grubu şunlardır: vidalı tahrik ve bilyalı kılavuz, vidalı tahrik ve kayar kılavuz, bilyalı vidalı tahrik ve bilyalı kılavuz, bilyalı vidalı tahrik ve kayar kılavuz, kayış tahrik ve bilyalı kılavuz, kayış tahrik ve kayar kılavuz ve kayış tahrik ve tekerlek kılavuzu. Örümcek diyagramları, bu teknolojilerin her birinin göreceli güçlü ve zayıf yönlerini göstermektedir. Bilyalı vidalı tahrik ve bilyalı kılavuz teknolojisi, yüksek tekrarlanabilirlik, yüksek rijitlik ve yüksek kuvvet ve momentleri kaldırabilme yeteneği sunar. Takım tezgahında dişli boşluklarını yüklemek ve boşaltmak için kullanılan doğrusal sistem gibi yüksek yükler ve yüksek çalışma döngülerine sahip hassas konumlandırma uygulamalarında kullanılır. Kayış tahrikli, bilyalı kılavuzlu üniteler, ağır yükler ve yüksek moment yükleri ile yüksek hız ve ivme uygulamaları için tasarlanmıştır. Bu teknoloji grubu, bir boşluğu kapsayan ve uçlardan veya aralıklı olarak desteklenen uygulamalar için uygundur. Tipik bir uygulama, kutu paletleme işlemidir. Kayış tahrikli, kayar kılavuzlu doğrusal sistemler, orta hız ve ivme yeteneği sağlar. Kayar kılavuzlar darbe yüklerini yönetebilir, ancak doğrusal hızlarında biraz sınırlıdırlar. Bu kombinasyon, düşük bakım gerektiren, uygun maliyetli ve düşük gürültülü bir çözüm sunar. Manyetik bir koruyucu bant eklenmesi, bu çözümü, sac metal püskürtme işlemi gibi yüksek partikül içeriğine ve yıkama gereksinimlerine sahip ortamlar için ideal hale getirir. Kayış tahrikli, tekerlek kılavuzlu üniteler, orta maliyet, düşük gürültü ve nispeten düşük bakım gereksinimleriyle birlikte yüksek doğrusal hız ve ivme yetenekleri sağlar. Tipik bir uygulama, paketleme ve dolum makinesidir.

Üretmek mi, satın almak mı? Doğrusal bir sistem üretmeyi mi yoksa satın almayı mı düşüneceğinize karar verirken, doğrusal bir sistemin tasarımı için gereken mühendislik süresi ve uzmanlığına bakmak önemlidir. Bir sistemin tasarımı, 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 azaltmak için doğrusal sistemi aşırı boyutlandırma yaklaşımının dezavantajı, maliyetin ve alanın artması ve temel mühendisliğin yine de gerekli olmasıdır. Doğrusal sistemler satın alırken, standart katalog ürünlerinin uygulamanın gereksinimlerini karşılamadığı durumlar olacaktır. Bu durumda, standart ürünlerde veya sıfırdan tasarımlarda önemli değişiklikler uygulanabilir alternatiflerdir. Geniş ürün yelpazesine ve mühendislik yeteneklerine sahip bir ortak, zaman ve para tasarrufu sağlarken ve geliştirme döngüsünü hızlandırırken sorununuzu çözmenize yardımcı olabilir.