Doğrusal hareket uygulamalarının çoğunda, geleneksel kayış veya vida tahrikli sistemler iyi sonuç verir. Bununla birlikte, daha uzun doğrusal mesafeler gerektiğinde sorunlar ortaya çıkabilir.

Uzun doğrusal hareketler gerektiğinde kayış tahrikli sistemler açık bir tercihtir. Bu nispeten basit sistemler, kayış boyunca gerilim oluşturmak için kasnak tahrikleri kullanır ve hızlı bir şekilde yüksek hızlara çıkarılabilirler. Bununla birlikte, bu sistemler daha uzun stroklara ulaştıkça, kayışlarda sarkma sorunları ortaya çıkabilir. Sistem boyunca gerilim korunamaz.

Sistemde, kauçuk veya plastik kayışların kendilerinden kaynaklanan doğal bir esneklik de mevcuttur. Sistem boyunca bu esneklik, titreşime veya yaylanmaya neden olarak taşıyıcı üzerinde kırbaçlama etkisi yaratabilir. Eğer belirli bir işlem bunu kaldıramıyorsa, vidalı tahrikli bir sistem daha iyi bir seçenek olabilir. Vidalı tahrikli sistemlerde, taşıyıcının her zaman tam kontrolünü ve hassas durdurma ve konumlandırmayı sağlayan sabit bir mekanik eleman bulunur.

Vidalı tahrik sistemlerinin bir diğer avantajı da güvenliktir. Kayışlı tahrik sistemleri, kayışın kopma olasılığı nedeniyle daha az güvenlidir. Böyle bir arıza kontrol edilemez ve dikey uygulamalarda yük düşerek makineye veya hatta personele zarar verebilir. Vidalı tahrik sisteminde bu sorun yoktur. Arıza durumunda bile, vidalı tahrik sistemi yükün düşmesini engelleyerek güvenliği sağlar.

Tarihsel olarak, vidalı tahrik sistemlerinde sorun, daha uzun strok uzunluklarına ulaşmanın zorluğudur. Vidalı tahrik sistemleri, vidayı desteklemek ve daha yüksek dönüş hızlarında herhangi bir kırbaçlama etkisini önlemek için yatak blokları çiftleri kullanılarak genellikle 6 metreye kadar uzunluklarda sağlanabilir. Daha düşük hızlarda bile, daha uzun vidaların kendi ağırlıklarından kaynaklanan bükülmeye karşı desteğe ihtiyacı vardır. Bu yatak bloğu destek sistemi geleneksel olarak bir çubuk veya tel ile birbirine bağlanan blok çiftlerinden oluşur. Bu çiftler, doğrusal hareket sistemi boyunca birlikte hareket eder.

Bir sistem daha uzun bir strok gerektirdiğinde, vida boyunca düzenli aralıklarla vidayı desteklemek için daha fazla yatak 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 hareket mesafesi elde etmenin ilk zorluğu, daha uzun vida için daha fazla destek noktası sunabilecek bir sistem oluşturmaktır. Bir çözüm, bloklar için bağlantılı sistemi ortadan kaldırmak ve bunun yerine blokların gerektiğinde birbirine katlanıp ayrılabildiği bir sistem kullanmaktır. Bloklar belirlenen konumlarına ulaştıklarında, vidayı yönlendirmek ve desteklemek için orada kalırlar. Bu tür bir sistemde, yatak blok çiftleri ile 10, 12 hatta 13 destek noktası gerçekleştirilebilir. Bilyalı vida veya kurşun vida için bu destek sistemi, bükülme veya sallanma olmadan uzun hareket mesafeleri sağlayabilir.

6 metreden daha uzun bir vida elde etmek 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 daha uzun bir strok nasıl elde edilebilir? Cevap, iki vidayı birbirine bağlamak ve bazı hassas üretim tekniklerini kullanmakta yatmaktadır.

Kurşun vidalar ve bilyalı vidalar haddeleme hattında üretilir ve her parça biraz farklı bir kurşun sapmasıyla üretilebilir. Bu nedenle, iki parçayı birleştirmek için kurşun sapmasındaki farklılıkların üstesinden gelinmesi gerekir. İki vidanın başarılı bir şekilde birleştirilebilmesi için, mümkün olan en küçük sapmaya sahip en yüksek hassasiyetli bilyalı vidalar kullanılmalıdır. Bilyalı vidalar, ısının parçaya girmesini ve çapı veya kurşun geometrisini değiştirmesini önleyecek şekilde hassas bir şekilde işlenmelidir. 0,01 veya 0,001 milimetre kadar küçük bir sapma bile nihai sistem için sorun yaratabilir.

İşleme sonrasında, vidalar, iki uç arasında minimum sapma olacak şekilde bir kılavuz ve delik kullanılarak birleştirilir. Son olarak yüksek mukavemetli yapıştırıcı ile sabitlenirler. (Vidaları kaynaklamak, geometriyi tekrar değiştirecek ve sorunlara yol açacaktır.)

Katlanabilir destek blok sistemleri ve hassas üretilmiş vidalarla donatılmış vidalı tahrik sistemleri 10,8 metre veya daha uzun uzunluklarda üretilebilir. 2 ila 3 metre strok uzunluğuna sahip bir sistemin maksimum hızı yaklaşık 4000 devir/dakika olur. Normalde daha uzun bir sistemde, titreşimi önlemek için dönüş hızının önemli ölçüde düşürülmesi gerekir. Ancak, ek desteklerle, 10 metreye kadar uzunluktaki bir vidalı tahrik sistemi 4000 devir/dakika hızında çalışabilir.

Uzun Boylu Uygulamalar

Uzun strok uzunluğuna sahip vidalı tahrik sistemleri, hassas doğrusal konumlandırma sağlamak için çok çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. İyi bir örnek, metal boru ve tüpler için otomatik kaynak sistemidir. Kaynak memesinin uzun hareket mesafelerinde doğru konumlandırılması gereklidir. Titanyum gibi yüksek kaliteli malzemelerin kaynaklandığı uygulamalarda, metalin oksitlenmesini önlemek için işlem vakum ortamında gerçekleştirilir.

Otomotiv sektöründeki birçok uygulama uzun hareket mesafeleri gerektirir. Örneğin, altı eksenli robotlar genellikle kaynak veya makine besleme işlemleri için uzun stroklu doğrusal aktüatörlere monte edilir. Robot kollarının taşınmasında hız kritik bir faktör olmasa da, uzun mesafe ve çok hassas konumlandırma gereklidir.

Optik kablo üretimi, üretilen fiberlerin kalitesini tehlikeye atmadan durdurulamayan yüksek hızlı, sürekli bir işlemdir. Kablolar büyük makaralara sarılır. Bir makara dolduğunda, ürün kaybını en aza indirmek için hızla değiştirilmesi gerekir. Hassasiyet ve hız, işlem verimliliği için hayati öneme sahiptir. Uzun vidalı tahrik sistemleri, bu uygulamada hem hassasiyet hem de hız sunabilir ve ayrıca makaraların ağır yükünü taşıma kapasitesine sahiptir.

Dikey düzlemde ağır ekipmanların hareketini gerektiren her türlü uygulama, doğrusal vidaların rijitliğinden ve arıza emniyetli işlevselliğinden faydalanır. Örneğin, havacılık sektöründe 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 bilyelere sahip özel bilye kılavuz sistemleri kullanılır.

Mevcut Sistemlerde İyileştirmeler

Birçok uzun mesafeli 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 döküntü çektiği için bakımı zordur ve bilyalı somunun erken arızalanmasını önlemek için düzenli temizlik gerektirir.

Bu tür uygulamalarda, üst üste yerleştirilmiş yatak bloğu konfigürasyonunun sağladığı ek destek, vidanın çok daha yüksek bir hızda çalıştırılmasını mümkün kılar. Vidayı koruyan ve bakım gereksinimlerinde önemli ölçüde azalma sağlayan kapalı, sızdırmaz bir sistem kullanılarak temizlik ve güvenilirlik sorunları çözülebilir. Kapalı vida, toz ve döküntü girişine karşı korunur ve düzenli temizliğe gerek kalmadan optimum performans ve güvenilirliği koruyabilir.

Bu sistemde, taşıyıcıya delikli kanallar takılabilir ve bir gres nipeli ile bağlanabilir. Bu, muhafazayı açmaya gerek kalmadan tek bir noktadan yağlama yapılmasını sağlar. Ünite asla açılmadığı için sisteme sınırlı miktarda toz veya su girebilir. En kirli ortamlarda bile korunur.