Automatiserade industriella system som monteringsceller och produktionslinjer blir mindre och tillverkarna fortsätter att utveckla mer kompakta system som tar mindre plats. Denna efterfrågan åtföljs av ett krav på ökad tillförlitlighet, lägre strömförbrukning och högre nivåer av precision. Här har elektroniska system en viktig roll att spela, men också mekaniska komponenter som linjära rörelser och ställdon.
Traditionellt har konventionella kulskruvdrivna enheter tillhandahållit relativt billiga och exakta linjära rörelser för produktionsmaskiner. De tenderar dock att vara skrymmande och designers har ofta problem när de försöker integrera dem i mer kompakta maskinkonfigurationer. Dessutom krävs det att moderna produktionsmaskiner levererar större positionsnoggrannhet vid höga hastigheter och detta utgör en utmaning för kulskruvar, som har begränsningar när det gäller noggrannhet och dynamik.
Ett alternativ till kulskruven är rullskruven, som inte bara är mer kompakt utan också kan bära större belastningar i förhållande till dess storlek, samtidigt som man uppnår betydligt bättre positionsnoggrannhet jämfört med en kulskruv. Samtidigt kommer en rullskruv att arbeta med mycket högre hastigheter och accelerationer och ger överlägsen effekttäthet, bättre tillförlitlighet och längre livslängd.
Allt detta kommer emellertid till ett pris: för att uppnå denna prestanda krävs vissa specialiserade metoder för bearbetning som slipning till sub-mikron noggrannhet. Det innebär att rullskruvar tenderar att inkludera ett större antal precisionskomponenter som tunna profiler på båda rullgängorna och en tidsväxel i slutet av varje rulle, vilket komplicerar montering och testning, vilket allt hjälper till att öka kostnaden.
Denna kostnadspremie är svår att ignorera, trots allt är konstruktionsingenjörer programmerade att vara kostnadsmedvetna, och rullskruvar kan vara lika mycket som en ordningsstorlek dyrare än en kulskruv.
Men om de tekniska fördelarna med rullskruvar jämfört med kulskruvar kan visas - och där precision och tillförlitlighet inte kan offras - blir rullskruven den valda tekniken. I många lättare tillämpningar av rullskruvar kommer den extra investeringen i slutändan att skörda avkastning i livslängden tack vare den högre lastkapaciteten.
Gör förändringen
Ett nytt exempel inkluderar en livsmedels-OEM, som bytte från SKF SX-kulskruvar till SKF Type SRC planetrullskruvar för ett antal trycksatta deponeringsgrenar. Den förväntas se en fyrfaldig ökning i grundläggande dynamisk lastbärande kapacitet och en beräknad livslängdförlängning från drygt en månad till tre år med ersättningsrullskruvarna.
Eftermonteringen utfördes med minimal modifiering med hjälp av befintliga enheter och kontroller för att uppnå snabbare cykeltider och högre driftshastigheter, utöver den utökade livslängden.
Kombinationen av fördelar med rullskruvar är övertygande och trots deras kostnad är de nu specificerade för en mängd olika industriella applikationer från plastgjutningsmaskiner till mikrochipproduktion. Av detta skäl, och för att ge större värde och kortare ledtider, erbjuder principleverantörer ett " föredraget sortiment " , som inkluderar de mest använda storleken på planet- och recirkuleringsrullskruvar, tillsammans med standardmuttrar, med axlar tillverkade enligt kundens specifikationer.
Rullskruvarnas extraordinära lastkapacitet används med fördel i formsprutningsmaskiner, där till exempel SKF : s Ultra Power planetrullskruvar skapar krafter som närmar sig 500kN. De kan utöva ett klämtryck på upp till 200T i dessa maskiner. Tillförlitligheten och lastkapaciteten hos rullskruvar utnyttjas också i flyg- och rymdapplikationer där de ger den nödvändiga manövreringen för flygkontrollytor.
Och tack vare sin överlägsna positionella noggrannhet och repeterbarhet används rullskruvar också i stor utsträckning i automatiserade monteringsceller för operationer som kräver exakt och repeterbar linjär rörelse som nitning och svetsning. Ett ytterligare exempel på en precisionsapplikation är deras användning i elektromekaniska enheter av strålterapisoffor som måste placeras med exakt noggrannhet för att säkerställa att patienterna får riktade riktade strålningsdoser.
Kombinerat med en lämplig elektrisk servomotor i ett kompakt ställdonformat används rullskruvbaserade elektromekaniska cylindrar alltmer som drop-in-ersättare för hydrauliska ramar i applikationer som kräver höga drivkrafter utan tillhörande problem med hydraulik såsom misslyckade tätningar och oljekontaminering. Faktum är att rullskruvbaserade elektromekaniska ställdon är på väg till applikationer som tidigare kan ha inneburit användning av hydraulik eller pneumatik.
Precisionselektromekaniska cylindrar kostar återigen mer per ekvivalent enhet än deras fluidkraftsalternativ, men elektromekanisk teknik ger ytterligare värde under en maskins livslängd som mer än kompenserar det högre initiala utlägget. Miljö- och prestandafördelarna för elektromekaniska cylindrar har redan berörts med andra fördelar inklusive en mycket enklare maskinkonstruktion som avger pumpar, ackumulatorer, rörledningar, tätningar och så vidare, samt väsentligt reducerat underhåll.
När det gäller tillämpningar väljs troligen rullskruvar när kulskruvar inte kan klara. Så om en bollskruvbaserad konstruktion är rätt på kanten av dess hastighet eller lasthölje, saknar nödvändig noggrannhet, ger kort livslängd eller troligen kommer att drabbas av för tidigt fel, är det dags att göra kostnadsfördelningsanalysen och överväga rullskruvar.