Довжина ходу, швидкість, точність, кріплення, технічне обслуговування.

Ви працюєте над застосуванням, яке вимагає лінійного руху – можливо, це система складання типу «підбирай та розміщуй», пакувальна лінія або портал для переміщення матеріалів – але проектування власного приводу з нуля, пошук різних деталей, монтаж та вирівнювання компонентів, а також впровадження системи технічного обслуговування не є ефективним використанням вашого часу. Ви починаєте розглядати попередньо розроблені та попередньо зібрані лінійні приводи, але існує так багато варіантів щодо типу, розміру та принципу роботи, що важко зрозуміти, з чого почати вибір.

Першим кроком у звуженні кола вибору є вибір приводного механізму, який найкраще підходить для вашого застосування. Більшість виробників пропонують щонайменше два варіанти приводу, причому найпоширенішими є зубчастий ремінь та кульковий гвинт, тоді як пневматичні та лінійні двигуни обслуговують нішеві застосування. Нижче наведено п'ять факторів, які допоможуть вам зробити вибір між двома найпоширенішими типами приводів – зубчастим ременем та кульковим гвинтом.

1. Довжина ходу

Відстань, яку привід повинен перемістити в одному напрямку, відома як довжина ходу, є першою вимогою, яку слід враховувати при виборі між кульково-гвинтовою передачею та ремінною передачею. Кульково-гвинтові приводи зазвичай мають довжину 1000 мм або менше, хоча кульково-гвинтові передачі більшого діаметра можна використовувати з довжиною до 3000 мм. Ця межа визначається критичною швидкістю гвинта. Зі збільшенням довжини гвинта його критична швидкість, або швидкість, з якою гвинт починає стикатися з згинальними коливаннями, зменшується. Простіше кажучи, коли гвинт стає довшим і обертається швидше, він починає «хитатися», як скакалка.

Для приводів із зубчастим ремінним приводом можливість натягу ременя обмежує максимальну довжину. Завдяки використанню ременів з більшою шириною (більшою площею контакту) та більшим кроком зубців, приводи з ремінним приводом зазвичай використовуються в пристроях, що вимагають довжини ходу від 10 до 12 метрів.

2. Швидкість

Другим критичним фактором при виборі приводу є швидкість. Максимальна швидкість для більшості приводів із ремінним приводом становить 5 м/с. На цю межу впливає напрямна система, яка найчастіше використовує рециркуляційні підшипники. Для застосувань, що потребують вищих швидкостей, до 10 м/с, ремінний привід можна використовувати разом із попередньо натягнутими колесами або кулачковими роликами, а не з рециркуляційними підшипниками.

Як згадувалося вище, у кульково-гвинтовому приводі, зі збільшенням довжини, критична швидкість зменшується. Загалом, кульково-гвинтові приводи можуть досягати швидкості до 1,5 м/с при довжині ходу менше 1 метра. Опори кульково-гвинтових приводів можуть забезпечити додаткову жорсткість, зменшуючи неопорну довжину гвинта, що дозволяє приводу досягати вищих швидкостей і більшої довжини. Розглядаючи опори кульково-гвинтових приводів, зверніться до виробника за допомогою у виконанні необхідних розрахунків швидкості та довжини.

3. Точність

Точність у широкому сенсі використовується як точність ходу (де каретка або сідло розташовані в просторі під час руху), точність позиціонування (наскільки близько привід досягає цільового положення) або повторюваність (наскільки близько привід досягає того самого положення з кожним ходом). Хоча на точність ходу значною мірою впливають конструкція приводу, основа та кріплення, точність позиціонування та повторюваність є, перш за все, функціями приводного механізму.

Кулькові гвинтові передачі, особливо якщо вони попередньо натягнуті, мають кращу точність позиціонування, ніж ремінні передачі, завдяки своїй жорсткості. Однак «неточність» позиціонування можна виміряти та компенсувати в системі керування приводом. З цієї причини повторюваність (здатність досягати одного й того ж положення з кожним ходом) часто стає найважливішим фактором у високоточних застосуваннях. Для високої повторюваності жорсткість приводного механізму є критично важливою, що робить попередньо натягнутий вузол кулькової гвинтової передачі та гайки кращим вибором.

4. Монтаж

У деяких випадках напрямок монтажу приводу визначатиме, який приводний механізм найкраще підходить. Як ремінні, так і кульково-гвинтові приводи підходять для горизонтального та похилого монтажу, але застосування, що вимагає вертикального монтажу, потребує більш ретельної оцінки.

Хоча кожна система, яка переміщує вантаж вертикально, потребує вбудованих механізмів безпеки, кулькові гвинтові передачі часто вважаються безпечнішими за ремінні для перенесення вертикальних вантажів. Це пояснюється тим, що кулькові гвинтові передачі, залежно від навантаження, кроку гвинта та тертя в системі, не схильні до зворотного руху або «вільного падіння» у разі відмови гальма або катастрофічного пошкодження системи. Коли у вертикальному застосуванні потрібен привід ремінного приводу, слід серйозно розглянути можливість використання зовнішнього гальма або противаги.

5. Технічне обслуговування

Основною причиною виходу з ладу лінійних приводів є відсутність змащення. Як кулькові гвинтові, так і ремінні приводи вимагають періодичного змащування напрямної системи, але кулькові гвинтові приводи є ще одним компонентом, належне змащування якого необхідно контролювати. Деякі виробники вирішили цю проблему, запропонувавши системи, що змащуються протягом усього терміну служби (термін служби визначається як встановлена ​​відстань ходу або кількість обертів за заданого навантаження, швидкості та навколишнього середовища), але багато застосувань виходять за межі цих заданих параметрів і потребуватимуть змащування в певний момент протягом передбачуваного терміну служби.

Хоча приводи з ремінним приводом мають перевагу в меншій кількості компонентів, які потребують обслуговування, коли в середовищі міститься пил або стружка, слід шукати конструкцію приводу, яка мінімізує можливість потрапляння забруднення в корпуси шківів. Це забезпечить довший термін служби підшипників шківів і зменшить знос самого ременя.

Як ремінні, так і кульково-гвинтові приводи мають переваги в продуктивності. Роблячи початковий вибір, пам'ятайте, що ремінні приводи зазвичай є кращим вибором для великих ходів та високих швидкостей, тоді як кульково-гвинтові приводи краще підходять для застосувань, що потребують високої повторюваності або вертикального монтажу. У деяких випадках будь-який з приводних механізмів відповідатиме критеріям, зазначеним вище. У цих випадках виробник може допомогти вам вибрати правильний привод на основі більш складних факторів, таких як прискорення, час стабілізації або умови навколишнього середовища.