Çoğu doğrusal hareket uygulaması için geleneksel kayışlı veya vidalı tahrik sistemleri iyi sonuç verir. Ancak, daha uzun doğrusal mesafeler gerektiğinde sorunlar ortaya çıkabilir.

Uzun doğrusal hareketler gerektiğinde kayış tahrikli sistemler tercih edilir. Nispeten basit olan bu sistemler, kayış boyunca gerginlik oluşturmak için kasnak tahriklerini kullanır ve hızlı bir şekilde yüksek hızlara çıkarılabilir. Ancak, bu sistemler daha uzun stroklara ulaştıkça, sarkan kayışlarla ilgili sorunlar ortaya çıkabilir. Sistem boyunca gerginlik korunamaz.

Sistemde kauçuk veya plastik kayışların kendilerinden kaynaklanan doğal bir esneklik de mevcuttur. Sistemin uzunluğu boyunca oluşan bu esneklik, titreşime veya yaylanmaya neden olarak taşıyıcıda bir kamçı etkisi yaratabilir. Belirli bir proses bunu karşılayamıyorsa, vidalı bir sistem daha iyi bir seçenek olabilir. Vidalı sistemler, taşıyıcının her zaman tam kontrolünü ve hassas durdurma ve konumlandırmayı sağlayan sabit bir mekanik elemana sahiptir.

Güvenlik, vidalı sistemlerin bir diğer avantajıdır. Kayışlı sistemler, kayışın kopma olasılığı nedeniyle daha az güvenlidir. Böyle bir arıza kontrolsüz olur ve dikey uygulamalarda yük düşerek makineye ve hatta personele zarar verebilir. Vidalı bir sistemde böyle bir sorun yoktur. Arıza durumunda bile, vidalı bir sistem yükün düşmesini durdurur ve güvenliği sağlar.

Tarihsel olarak, vidalı sistemlerdeki sorun, daha uzun strok uzunluklarına ulaşmanın zorluğu olmuştur. Vidalı sistemler, vidayı desteklemek ve yüksek dönüş hızlarında oluşabilecek kırbaçlanma etkisini önlemek için genellikle 6 metreye kadar uzunluklarda yatak blokları kullanılarak sağlanabilir. Daha düşük hızlarda bile, daha uzun vidaların kendi ağırlıklarının neden olduğu bükülmeye karşı desteğe ihtiyacı vardır. Bu yatak blok destek sistemi, geleneksel olarak bir çubuk veya tel ile birbirine bağlı çift bloklardan oluşur. Çiftler, doğrusal hareket sistemi boyunca birlikte hareket eder.

Bir sistem daha uzun bir strok gerektirdiğinde, vidayı uzunluğu boyunca düzenli aralıklarla desteklemek için daha fazla rulman bloğu çifti eklenebilir. Üç hatta dört çiftin birlikte çalışması pratik olabilir, ancak bu sayının ötesinde bloklar arasındaki çubukları veya telleri bağlamak zorlaşır.

Daha Uzun Vuruşlar

Daha uzun bir strok elde etmenin ilk zorluğu, daha uzun vida için daha fazla destek noktası sağlayabilen bir sistem oluşturmaktır. Bir çözüm, bloklar için bağlı sistemi ortadan kaldırmak ve bunun yerine, blokların gerektiğinde birbirine katlanıp ayrılabildiği bir sistem kullanmaktır. Bloklar ayarlanan konumlarına ulaştıklarında, vidayı yönlendirmek ve desteklemek için orada kalırlar. Böyle bir sistemde, rulman bloğu çiftleriyle 10, 12 hatta 13 destek noktası oluşturulabilir. Bilyalı vida veya kılavuz vida için bu destek sistemi, bükülme veya çarpma olmadan uzun mesafeler kat etmeyi mümkün kılar.

6 metreden uzun bir vida üretmek için bir sonraki zorluk, daha uzun bir vida üretmektir. Ancak, mevcut hammaddedeki kısıtlamalar nedeniyle vidalar normalde yalnızca 6 metreye kadar uzunlukta üretilmektedir. Peki, 10 metreden uzun bir strok uzunluğu nasıl elde edilebilir? Cevap, iki vidayı birbirine bağlamak ve bazı hassas üretim teknikleri kullanmaktır.

Vidalı miller ve bilyalı miller bir haddeleme hattında üretilir ve her parça biraz farklı bir vidalı mil sapmasıyla üretilebilir. Bu nedenle, iki parçayı birleştirmek için vidalı mil sapmalarındaki farklılıkların giderilmesi gerekir. İki vidanın başarıyla birleştirilmesi için, mümkün olan en düşük sapmaya sahip en yüksek hassasiyetli vidalı miller kullanılmalıdır. Vidalı miller, parçaya ısı girmemesi ve çapı veya vidalı mil geometrisini değiştirmemesi için hassas bir şekilde işlenmelidir. 0,01 veya 0,001 milimetre kadar küçük bir sapma bile nihai sistem için sorunlara yol açabilir.

İşlemeden sonra vidalar, iki uç arasında minimum sapma olacak şekilde bir kılavuz ve delik kullanılarak birleştirilir. Son olarak yüksek mukavemetli yapıştırıcı kullanılarak sabitlenirler. (Vidaların kaynaklanması yine geometriyi değiştirir ve sorunlara yol açar.)

Katlanabilir destek blok sistemleri ve hassas üretim vidalara sahip vidalı sistemler 10,8 metre veya daha uzun uzunluklarda üretilebilir. Strok uzunluğu 2 ila 3 metre olan bir sistemin maksimum hızı yaklaşık 4.000 rpm olacaktır. Normalde daha uzun bir sistemde, kamçılanmayı önlemek için dönüş hızının önemli ölçüde düşürülmesi gerekir. Ancak, ek desteklerle 10 metreye kadar uzunluktaki bir vidalı sistem 4.000 rpm'de çalışabilir.

Uzun Uzunluklu Uygulamalar

Uzun stroklu vidalı sistemler, hassas doğrusal konumlandırma sağlamak için birçok endüstride kullanılmaktadır. Bunun iyi bir örneği, metal boru ve borular için otomatik kaynak sistemleridir. Kaynak nozulunun uzun hareket mesafelerinde doğru konumlandırılması gerekir. Titanyum gibi yüksek kaliteli malzemelerin kaynaklandığı uygulamalarda, metalin oksitlenmesini önlemek için işlem vakumda gerçekleştirilir.

Otomotiv endüstrisindeki birçok uygulama uzun hareket mesafeleri gerektirir. Örneğin, altı eksenli robotlar genellikle kaynak veya makine bakım işlemleri için uzun stroklu doğrusal aktüatörlere monte edilir. Hız, robot kollarının taşınması için kritik bir faktör olmasa da, uzun mesafe ve çok hassas konumlandırma gereklidir.

Optik kablo üretimi, üretilen liflerin kalitesini tehlikeye atmadan durdurulamayan, yüksek hızlı ve sürekli bir işlemdir. Kablolar büyük makaralara sarılır. Bir makara dolduğunda, ürün kaybını en aza indirmek için hızla değiştirilmesi gerekir. Hassasiyet ve hız, proses verimliliği için hayati önem taşır. Uzun vidalı sistemler, bu uygulamada her ikisini de sunabilir ve makaraların ağır yükünü kaldırabilir.

Ağır ekipmanların dikey düzlemde hareket ettirilmesini gerektiren tüm uygulamalar, doğrusal bir vidanın sağlamlığından ve arıza emniyetli işlevselliğinden faydalanır. Örneğin, uçak endüstrisinde yüksek hassasiyetli kameralar yukarı ve aşağı hareket ettirilir. Vidalar, ağır yükü güvenli ve hassas bir şekilde taşır. Bu tür uygulamalarda, dinamik yük momentini karşılamak için büyük çaplı bilyalara sahip özel bilya kılavuz sistemleri kullanılır.

Mevcut Sistemlerde İyileştirmeler

Birçok uzun doğrusal hareket uygulamasında, bilyalı vida tamamen açık bırakılır. Bu tür sistemlerde iki yaygın sorun vardır: Ya sistem istenen hızda çalışamaz ya da açık vida toz ve kalıntıları çektiğinden sistemin bakımı zordur ve bilyalı somunun erken bozulmasını önlemek için düzenli temizlik gerektirir.

Bu tür uygulamalarda, üst üste yerleştirilmiş yatak bloğu konfigürasyonunun sağladığı ek destek, vidanın çok daha yüksek bir hızda çalıştırılabilmesini sağlar. Temizlik ve güvenilirlik sorunları, vidayı koruyan ve bakım gereksinimlerinde önemli bir azalma sağlayan kapalı ve sızdırmaz bir sistem kullanılarak çözülebilir. Kapalı vida, toz ve kalıntıların girişine karşı korunur ve düzenli temizlik yapılmadan optimum performans ve güvenilirliği koruyabilir.

Böyle bir sistemde, taşıyıcı delinmiş kanallarla donatılabilir ve bir gresörlük ile bağlanabilir. Bu sayede, gövdeyi açmaya gerek kalmadan tek bir noktadan yağlama yapılabilir. Ünitenin açılmasına gerek kalmadığı için, sisteme sınırlı miktarda toz veya su girebilir. En kirli ortamlarda bile korunur.