Avtomatiziranih industrijskih sistemov, kot so montažne celice in proizvodne linije, je vse manj, zato proizvajalci še naprej razvijajo bolj kompaktne sisteme, ki zavzamejo manj prostora. To povpraševanje spremlja zahteva po večji zanesljivosti, manjši porabi energije in višji stopnji natančnosti. Pri tem imajo elektronski sistemi pomembno vlogo, vendar tudi mehanski sestavni deli, kot so naprave za linearno gibanje in aktuatorji, imajo tudi mehanske komponente.
Običajno so običajni sklopi s krogličnimi vijaki zagotavljali relativno poceni in natančno linearno gibanje proizvodnih strojev. Vendar so ponavadi obsežni in oblikovalci imajo pogosto težave, ko jih poskušajo vključiti v bolj kompaktne konfiguracije strojev. Poleg tega obstajajo zahteve, da sodobni proizvodni stroji zagotavljajo večjo natančnost položaja pri visokih hitrostih, kar predstavlja izziv za kroglične vijake, ki imajo omejitve glede natančnosti in dinamike.
Alternativa krogličnemu vijaku je valjčni vijak, ki ni samo bolj kompakten, ampak je sposoben tudi prenašati večje obremenitve glede na svojo velikost, hkrati pa dosega precej boljšo pozicijsko natančnost v primerjavi s krogličnim vijakom. Hkrati bo valjčni vijak deloval z veliko večjimi hitrostmi in pospeški ter zagotavljal vrhunsko gostoto moči, boljšo zanesljivost in daljšo življenjsko dobo.
Vendar pa vse to pride na ceno: za dosego te zmogljivosti so potrebne nekatere specializirane metode obdelave, kot je mletje na submikron natančnost. To pomeni, da valjčni vijaki ponavadi vključujejo večje število natančnih sestavnih delov, kot so profili na obeh valjčkih, in zobnik na koncu vsakega valja, kar zaplete montažo in preskušanje, kar vse prispeva k povečanju stroškov.
To premijo stroškov je težko prezreti, navsezadnje so inženirji načrtovanja programirani tako, da so stroškovno zaželeni, valjčni vijaki pa so lahko za približno toliko dražji kot krogelni vijak.
Če pa je mogoče dokazati inženirske prednosti valjčnih vijakov pred krogličnimi vijaki - in če natančnosti in zanesljivosti ni mogoče žrtvovati - valjčni vijak postane izbrana tehnologija. V mnogih lažjih aplikacijah valjčnih vijakov bo dodatna naložba zaradi večje nosilne zmogljivosti na koncu prinesla dobo življenjske dobe.
Izvedba spremembe
Nedavni primer vključuje živilski OEM, ki je prešel iz krogličnih vijakov SKF SX na planetarne vijačne vijake SKF tipa SRC za vrsto razdelilnih kolektorjev pod tlakom. Pričakujemo, da se bo z osnovnimi dinamičnimi nosilnimi zmogljivostmi pričakovalo štirikratno povečanje osnovne dinamične nosilne zmogljivosti in izračunano podaljšanje življenjske dobe z nekaj več kot mesec na tri leta.
Obnova je bila izvedena z minimalnimi spremembami z uporabo obstoječih pogonov in krmilnikov za doseganje hitrejših ciklov in večjih hitrosti delovanja, poleg podaljšane življenjske dobe.
Kombinacija prednosti, ki jih ponujajo valjčni vijaki, je prepričljiva in kljub njihovim stroškom so zdaj določene za najrazličnejše industrijske aplikacije od plastičnih strojev za brizganje do proizvodnje mikročipov. Zaradi tega in da bi zagotovili večjo vrednost in krajši čas dobave, dobavitelji principov ponujajo „ prednostni obseg “ , ki vključuje najpogosteje uporabljene velikosti planetarnih in recirkulirajočih valjčkov, skupaj z maticami standardne velikosti, z gredi, izdelanimi po navodilih stranke.
Izjemna nosilnost valjčnih vijakov se uporablja za prednosti pri strojih za brizganje, kjer na primer SKF - ovi planetarni vijačni vijaki Ultra Power ustvarjajo sile, ki se približajo 500kN. V teh strojih lahko izvajajo pritisk vpenjanja do 200T. Zanesljivost in nosilnost valjčnih vijakov se izkoriščata tudi v vesoljskih aplikacijah, kjer omogočata potrebno sprožitev krmilnih površin leta.
Zahvaljujoč svoji vrhunski pozicijski natančnosti in ponovljivosti se valjčni vijaki pogosto uporabljajo tudi v avtomatiziranih montažnih celicah za operacije, ki zahtevajo natančno in ponovljivo linearno gibanje, kot sta kovičenje in varjenje. Naslednji primer uporabe natančnosti je njihova uporaba v elektromehanskih pogonih kavčev radioterapije, ki morajo biti nameščeni z natančno natančnostjo, da se zagotovi, da bolniki prejemajo pravilno ciljne odmerke sevanja.
V kombinaciji z ustreznim električnim servomotorjem v kompaktnem aktuatorskem formatu se elektromehanski valji na valjčni vijaki vse pogosteje uporabljajo kot nadomestni nadomestki hidravličnih grabljev v aplikacijah, ki zahtevajo visoke pogonske sile brez spremljajočih težav hidravlike, kot so okvarjena tesnila in onesnaženje z oljem. Dejansko se elektromehanski pogoni na valjčnih vijakih znajdejo v aplikacijah, ki so morda prej vključevale uporabo hidravlike ali pnevmatike.
Natančni elektromehanski cilindri znova stanejo več na ekvivalentno enoto kot njihove nadomestne moči, vendar elektromehanska tehnologija v času življenjske dobe stroja zagotavlja dodatno vrednost, ki več kot nadomesti stroške. Okoljske in delovne prednosti elektromehanskih jeklenk so se že dotaknile drugih prednosti, vključno z veliko enostavnejšo konstrukcijo stroja, ki omogoča črpanje, akumulatorje, cevovod, tesnila in tako naprej, pa tudi bistveno zmanjšano vzdrževanje.
Glede uporabe se bodo verjetno izbrali valjčni vijaki, ko se krogelni vijaki ne morejo spoprijeti. Torej, če je zasnova na krogličnem vijaku na robu hitrosti ali obremenitve, ima zahtevano natančnost, zagotavlja kratko življenjsko dobo ali je verjetno, da bo predčasno odpovedala, potem je čas, da naredite analizo stroškov in koristi in razmislite valjčki.