Kogelomloopschroeven en voedingsschroeven worden voor verschillende toepassingen gebruikt en zijn vaak niet uitwisselbaar. Beide hebben elk hun eigen voor- en nadelen. Als je zelf een ontwerp met kogelomloopschroef en voedingsschroef vergelijkt, valt als eerste op dat ze verschillend zijn ontworpen om belastingen te dragen. Kogelomloopschroeven bewegen een belasting via recirculerende kogellagers om de efficiëntie te maximaliseren en de wrijving te minimaliseren. Een voedingsschroef is erop aangewezen dat de wrijving tussen de oppervlakken laag is in verhouding tot de uitgeoefende druk. Dat betekent dat een voedingsschroef niet dezelfde efficiëntie kan bereiken als een kogelomloopschroef. Ze zorgen ook voor lineaire actuatoren met betere prestaties of hogere snelheden, afhankelijk van welk ontwerp je kiest. Dit artikel richt zich op een nauwgezette vergelijking van beide typen.
Kogelomloopschroeven
Kogelomloopschroeven zijn mechanische lineaire actuatoren die lineaire beweging met zeer weinig wrijving realiseren. Ze worden meestal gekozen omdat ze hogere snelheden halen met een continue inschakelduur en grotere belastingen aankunnen dan voedingsschroeven. Hoewel ze de duurdere optie zijn, zijn ze betrouwbaar en eenvoudig in een project te integreren.
Belangrijkste principes van kogelomloopschroeven
Hun assen worden vaak door walsen vervaardigd, wat een werkprecisie van enkele duizendsten van een inch per voet oplevert.
Kogelomloopschroef-actuatoren hebben afdichtingen van rubber of leer en een vrij forse cilinder om de recirculatie van de kogels mogelijk te maken, wat de beweging veroorzaakt. Ze hebben lineaire afdichtingen langs de naad,
lange loopwagens voor de beweging en verschillende smeeropeningen op gemakkelijk toegankelijke punten bij het mechanisme.
Voordelen van kogelomloopschroeven
Kogelomloopschroeven zijn efficiënt doordat ze door hun constructie minder koppel vereisen. Ze zijn flexibel en hebben lagere wrijving door de manier waarop ze zijn opgebouwd. Dit betekent dat ze niet op dezelfde manier opwarmen als een lineaire actuator met voedingsschroef in een vergelijkbare situatie. De constructie betekent ook dat ze minder snel defect raken en minder onderhoud nodig hebben.
Nadelen van kogelomloopschroeven
Het belangrijkste nadeel van de kogelomloopschroef is het complexe ontwerp. Dit maakt vervangen of problemen oplossen lastiger. Ze hebben een gehard precisie‑lageroppervlak en mechanismen voor kogelrecirculatie nodig. Kogelomloopschroeven zijn bovendien niet zelfremmend. De lineaire schroefactuatoren waarin ze worden toegepast, hebben daarom aparte remmen nodig. Deze remmechanismen zijn specifiek vereist om terugdrijven te voorkomen, wat nadelig zou zijn voor de schroeven. Verticale toepassingen en apparatuur kunnen ook lastig zijn voor kogelomloopschroef‑actuatoren.
Bovendien zijn dit soort schroeven erg luidruchtig, wat hun toepassingen en gebruik beperkt. Ze zijn ook erg volumineus, waardoor ze beperkt zijn tot toepassingen met veel beschikbare ruimte. Een schroefaangedreven lineaire actuator die kogelomloopschroeven gebruikt, heeft vaker en regelmatiger smering nodig dan andere schroeftypen en, zoals eerder aangegeven, ze zijn duurder dan voedingsschroeven.
Voedingsschroeven
Voedingsschroef‑actuatoren worden vooral gebruikt wanneer een kosteneffectieve oplossing nodig is. Ze zijn stil, flexibel, corrosiebestendig en hebben een zekere zelfremmende werking. Het nadeel is dat ze niet zo snel zijn en niet dezelfde belastingen kunnen dragen als de kogelomloopschroef. Voedingsschroeven vormen de verbinding tussen verschillende delen van een mechanisme en worden gebruikt om lineaire beweging uit rotatiebeweging te creëren. Schroefdraad bestaat uit twee delen, een mannelijk en een vrouwelijk. Het scheiden en verbinden van deze twee delen zorgt ervoor dat er veel wrijving in de apparatuur ontstaat.
Belangrijkste principes van voedingsschroeven
Een voedingsschroef‑actuator heeft een compacte vorm met een roterende moer in een cilinder. De motor in een lineaire schroefaandrijving zit binnen de cilinder; de moer is degene die beweegt. Deze elektrische schroefactuatoren zijn zelfremmend en hebben een minimaal aantal bewegende delen. Soms zijn er bovendien halve moeren gemonteerd, die de moer indien nodig kunnen ontkoppelen.
Een van de populaire typen voedingsschroeven is de Acme‑schroef. Deze schroeven hebben een negenentwintig-
graden schroefdraadhoek, iets wat eenvoudiger te maken is dan een vierkante draad. Hoewel de verhoogde wrijving van een driehoekig profiel het minder efficiënt maakt dan vierkante profielen, zijn deze profielen ook veel sterker. Daarom kunnen Acme‑schroef‑lineaire actuatoren meer draagvermogen bieden.
Voordelen van voedingsschroeven
Deze schroeven zijn goedkoper en de zelfremmende Acme‑schroefactuatoren hebben geen apart remsysteem nodig. Ze zijn ook efficiënter bij verticale toepassingen en apparatuur.
Nadelen van voedingsschroeven
Voedingsschroeven moeten veel vaker worden vervangen dan andere schroeven. Ze zijn ook inefficiënt door de manier waarop ze zijn geconstrueerd. Dat komt door de behoefte aan een grotere motor en het koppel dat ontstaat door het gebrek aan flexibiliteit van de schroeven. Bovendien zorgt de constructie ervoor dat ze tijdens gebruik meer wrijving en dus meer warmte produceren. Ze kunnen ook geen hoge doorvoer, hogere snelheden of langere cyclustijden aan.
Conclusie
Dit artikel besprak de verschillen en overeenkomsten tussen voedingsschroeven en kogelomloopschroeven, en of de ene beter is dan de andere. Wij gebruiken voedingsschroeven in actuatoren met Acme‑draad, maar kogelomloopschroeven hebben hun plek in veel toepassingen en processen. Voedingsschroeven zijn minder duur dan kogelomloopschroeven, maar de keuze welk type schroef te gebruiken is veel complexer dan alleen de kosten. Elk type heeft voordelen voor specifieke toepassingen, wat betekent dat het soms aan de gebruiker is om verder te kijken dan kosten en te kiezen wat het meest passend is.