Automatizované průmyslové systémy, jako jsou montážní buňky a výrobní linky, se zmenšují, takže výrobci nadále vyvíjejí kompaktnější systémy, které zabírají méně místa. Tato poptávka je doprovázena požadavkem na větší spolehlivost, nižší spotřebu energie a vyšší úroveň přesnosti. Zde hrají důležitou roli elektronické systémy, ale také mechanické součásti jako zařízení s lineárním pohybem a akční členy.
Tradiční sestavy poháněné kuličkovým šroubem tradičně zajišťovaly relativně levné a přesné lineární pohyby výrobních strojů. Mají však tendenci být objemní a konstruktéři mají často problémy, když se je pokoušejí integrovat do kompaktnějších konfigurací strojů. Kromě toho existuje požadavek, aby moderní výrobní stroje poskytovaly větší polohovou přesnost při vysokých rychlostech, což představuje výzvu pro kuličkové šrouby, které mají omezení, pokud jde o přesnost a dynamiku.
Alternativou ke kuličkovému šroubu je válečkový šroub, který je nejen kompaktnější, ale je také schopen nést větší zatížení vzhledem k jeho velikosti a přitom dosahuje výrazně lepší polohové přesnosti ve srovnání s kuličkovým šroubem. Současně bude válečkový šroub fungovat při mnohem vyšších rychlostech a zrychleních a poskytne vynikající hustotu výkonu, lepší spolehlivost a delší životnost.
To vše však přichází za cenu: dosažení tohoto výkonu vyžaduje některé specializované metody obrábění, jako je broušení na submikronovou přesnost. To znamená, že šrouby na válci mají tendenci zahrnovat větší počet přesných součástí, jako jsou válcované profily, na obou válcových závitech a načasování na konci každého válce, což komplikuje montáž a testování, což vše pomáhá zvyšovat náklady.
Tuto prémii za náklady lze přece jen těžko ignorovat. Konstrukční inženýři jsou naprogramováni tak, aby dbali na náklady, a válečkové šrouby mohou být o řádově mnohem dražší než kuličkový šroub.
Pokud však lze prokázat technické výhody válečkových šroubů oproti kuličkovým šroubům - a tam, kde nelze obětovat přesnost a spolehlivost - se válečkový šroub stává zvolenou technologií. Ve většině lehčích aplikací válečkových šroubů bude dodatečná investice v konečném důsledku sklízet návratnost díky vyšší nosnosti.
Provedení změny
Nedávný příklad zahrnuje potravinářský OEM, který přešel z kulových šroubů SKF SX na planetové šrouby SKF Type SRC pro řadu tlakových nanášecích rozdělovačů. Očekává se čtyřnásobný nárůst základní dynamické únosnosti a vypočtené prodloužení životnosti z málo přes měsíc na tři roky pomocí náhradních válečkových šroubů.
Dodatečné vybavení bylo provedeno s minimální úpravou pomocí stávajících pohonů a ovládacích prvků, aby se kromě prodloužené doby životnosti dosáhly rychlejší doby cyklu a vyšší rychlosti provozu.
Kombinace výhod, které nabízí válečkové šrouby, je přesvědčivá a přes své náklady jsou nyní určeny pro širokou škálu průmyslových aplikací od plastových formovacích strojů až po výrobu mikročipů. Z tohoto důvodu a pro zajištění vyšší hodnoty a kratších dodacích lhůt nabízejí dodavatelé zásad „ preferovaný sortiment “ , který zahrnuje nejčastěji používané velikosti planetových a recirkulačních válečkových šroubů, spolu s maticemi standardní velikosti, a hřídele vyrobené podle specifikací zákazníka.
Výjimečná únosnost válečkových šroubů se s výhodou používá ve vstřikovacích strojích, kde například planetové válečkové šrouby SKF Ultra Power vytvářejí síly blížící se 500 kN. U těchto strojů mohou vyvíjet upínací tlak až 200 T. Spolehlivost a únosnost válečkových šroubů je využívána také v leteckých aplikacích, kde poskytují nezbytné ovládání povrchů řízení letu.
A díky jejich vynikající polohové přesnosti a opakovatelnosti jsou válečkové šrouby také široce používány v automatizovaných montážních buňkách pro operace, které vyžadují přesný a opakovatelný lineární pohyb, jako je nýtování a svařování. Dalším příkladem přesné aplikace je jejich použití v elektromechanických pohonech radioterapeutických gaučů, které musí být umístěny s přesnou přesností, aby se zajistilo, že pacienti dostanou správně cílené dávky záření.
V kombinaci s vhodným elektrickým servomotorem v kompaktním formátu pohonu se elektromechanické válce na bázi válečkových šroubů stále častěji používají jako náhrada za zanechání hydraulických beranů v aplikacích, které vyžadují vysoké ovládací síly, aniž by docházelo k problémům s hydraulikou, jako jsou poškozená těsnění a znečištění olejem. Elektromechanické pohony na bázi válečkových šroubů skutečně nacházejí cestu do aplikací, které by dříve mohly zahrnovat hydrauliku nebo pneumatiku.
Přesné elektromechanické válce opět stojí více za ekvivalentní jednotku než jejich alternativy tekutinového výkonu, avšak elektromechanická technologie poskytuje další hodnotu po celou dobu životnosti stroje, což více než kompenzuje vyšší počáteční výdaje. Výhody elektromechanických válců z hlediska životního prostředí a výkonu již byly ovlivněny dalšími výhodami, včetně mnohem jednodušší konstrukce stroje, která se vyhýbá čerpadlům, akumulátorům, potrubí, těsněním atd., Jakož i podstatně snížené údržbě.
Pokud jde o aplikace, je pravděpodobné, že budou vybrány válečkové šrouby, když si kulové šrouby nedokáží poradit. Takže pokud je konstrukce založená na kuličkovém šroubu přímo na okraji jeho rychlosti nebo obálky nákladu, postrádá požadovanou přesnost, poskytuje krátkou životnost nebo pravděpodobně utrpí předčasné selhání, pak je čas provést analýzu nákladů a přínosů a zvážit válečkové šrouby.