Johtoruuvia on käytetty laajasti lineaarisen liikkeen tuottamiseen pyörivästä moottorista. Se voi muuntaa ympyräliikkeen lineaariseksi kääntämällä ruuvia mutterin pysyessä paikallaan tai kääntämällä mutteria ruuvin pysyessä paikoillaan. Tänään tarkastelemme kahta automaatioteollisuuden suosituimpaa ruuvityyppiä, eli ACME-ruuveja ja kuularuuveja. Lisäksi: miten kuularuuvi toimii ja miten se vertautuu ACME‑ruuviin?
Mikä on ACME-ruuvi?
ACME-ruuveissa on trapetsikierre, joka välittää liikkeen johtoruuville. Kun akseli pyörii moottorin kääntyessä, kierteet työntävät akselimutteria eteen- tai taaksepäin pyörimissuunnasta riippuen. Näin moottorin pyörivä liike muuttuu akselilla lineaariseksi liikkeeksi. Kaikki Progressive Automationsin toimilaitteet käyttävät ACME‑ruuvivetoa. Tässä ACME‑ruuveihin perustuvien lineaaristen toimilaitteiden esimerkissä käytämme yhtä PA-14‑sarjan minilineaarista toimilaitettamme. Meillä on laaja valikoima sähköisiä lineaarisia toimilaitteita kaikkiin käyttökohteisiin – klikkaa selaillaksesi!
ACME‑ruuveilla on monia etuja. Oikealla mutterimateriaalilla ACME‑ruuvit voivat olla itsevoitelevia. Lineaariset toimilaitteemme käyttävät polymeerimuttereita, joissa kitkavoima on hyvin pieni. Tämä voi vähentää voitelun tarvetta tai jopa poistaa sen kokonaan.
Metallimutteri puolestaan kestää suuremman kuormituksen, mutta sen kitkavoima on suurempi ja se vaatii voitelua. ACME‑ruuvilla toteutetut lineaariset toimilaitteet ovat yleensä hyvä valinta pystysuuntaisiin sovelluksiin.
ACME‑ruuvi voi estää takakäynnin trapetsikierteen ja mutterin välisen luontaisen kitkavoiman ansiosta. Esijännitetyn mutterin avulla voidaan poistaa välyksen riski kokonaan. Tämä laajentaa ACME‑ruuvilla varustettujen lineaaristen toimilaitteiden käyttökohteita merkittävästi.
On myös turvallisempaa käyttää lineaarista toimilaitetta, kun yksiköllä on staattinen kuormituskyky pitämään kuorma paikallaan. Muita ACME‑ruuvien etuja ovat alhainen käyntiääni ja alhaiset valmistuskustannukset.
ACME‑ruuveissa on paljon hienoja etuja, mutta niihin liittyy kaksi merkittävää rajoitetta: alhainen hyötysuhde ja lyhyempi elinkaari. Mutterin ja ACME‑ruuvikierteen korkean kitkavoiman vuoksi useimpien yksiköiden hyötysuhde on vain 20–40 % mutterin ja johtoruuvin materiaalista riippuen. Vaikka tämä estää yksiköiden takakäynnin, se vaatii myös enemmän moottorin vääntöä saman voiman saavuttamiseksi verrattuna kuularuuviin. Tämä tarkoittaa, että ACME‑ruuvia käyttävällä toimilaitteella on pienempi voima, nopeus ja käyttösuhde kuin kuularuuvilla vastaavalla moottorilla.
Edut
- Alhaisemmat kustannukset
- Alhaisempi käyntiääni
- Estää takakäynnin
- Itsevoiteleva
Haitat
- Lyhyempi käyttöikä
- Alhaisempi hyötysuhde
Mikä on kuularuuvi?
Kuularuuveissa on pyöreät kierteet sekä ruuvissa että mutterissa, mikä muodostaa kierukan muotoisen radan kuulalaakereille liukua kierteitä pitkin. Kuulat vierivät pitkin jokaista kierukkakäytävää mutterin tai ruuvin liikkuessa ja työntävät sitten ruuvia tai mutteria eteenpäin, jolloin syntyy lineaarinen liike.
Kuularuuvin hyötysuhde on ACME‑ruuvia korkeampi, koska ne kärsivät vain vähäisistä kitkahäviöistä kuulalaakerien ansiosta. Mutteri ja kierre eivät ole suoraan kosketuksessa, vaan liikkuvat niiden välissä vierivien kuulien varassa. Kuularuuviveto voi saavuttaa 70–95 % hyötysuhteen. Tämän ansiosta kuularuuvitoimilaitteilla on korkeampi voima, nopeus ja käyttösuhde. Pienemmän kitkavoiman vuoksi mutterin ja ruuvin mekaaninen kuluminen on vähäisempää, joten elinkaari on pidempi.
Merkittävä haitta kuularuuvilla varustetuille lineaarisille toimilaitteille on se, että ne voivat helposti käydä takaperin sisäisen kitkan ollessa pieni. Tämä on turvallisuusriski käyttäjille, sillä kuorma ei pysy paikoillaan, ellei järjestelmässä ole jarrua. Käytön aikana kuulat pyörivät jatkuvasti mutterin ja ruuvin sisällä, mikä aiheuttaa suuremman melutason kuin ACME‑ruuvilla. Kuularuuvien valmistuskustannukset ovat myös ACME‑ruuveja korkeammat.
Edut
- Korkeampi hyötysuhde
- Pidempi käyttöikä
- Korkeampi käyttösuhde
- Suurempi nopeus
Haitat
- Kovempi käyntiääni
- Takakäynti
- Korkeammat kustannukset
Uusi ja parannettu PA-01-minitoimilaite (PA-14‑päivitys) on uusin mallimme, jossa on runsaasti lisäetuja. Vertailua varten katso alla olevat taulukot ja päivitä luottavaisin mielin!
|
|
PA-01 |
PA-14 |
|
Dynaamisen kuormituksen vaihtoehdot |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs |
35, 50, 75, 110, 150 lbs |
|
Suurin kuormitus |
225 lbs |
150 lbs |
|
Suurin nopeus |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
|
IP-luokitus |
IP65 |
IP54 |
|
Iskun pituuden vaihtoehdot |
1" to 40" |
1" to 40" |
|
Hall-efektipalaute |
Optional |
No |
Lopuksi – ACME‑ruuvi vs. kuularuuvi
Sekä ACME‑ruuveja että kuularuuveja käytetään laajasti automaatiossa. Progressive Automationsilla käytämme ACME‑ruuveja, koska ne tarjoavat luotettavamman ratkaisun yleiskäyttöön. Takakäynnin puuttuminen ja alhaiset kustannukset tekevät tästä suunnittelusta hyvin joustavan ratkaisun useimpiin automatisoituihin lineaariliikesovelluksiin. Kuularuuvi on puolestaan kalliimpi ja soveltuu suppeampaan joukkoon kohteita, mutta tarjoaa korkeammat suorituskykyluokitukset.