2024 Maaliskuun 4. viikko WBM-uutisten suositus - Beyond Bearings: Pallourien potentiaalin vapauttaminen robottisuunnittelussa

Kun liikejärjestelmien suunnittelijat tarvitsevat monimutkaista, nopeaa, moniakselista liikettä, he saattavat ensin ajatella monimutkaisia, valmiiksi pakattuja robottikäsivarsia. Tai jos he tarvitsevat vain muutaman akselin, he voivat määrittää erillisen profiilin tai pyöreän kiskon kullekin akselille. Mutta piiloutuminen näiden vaihtoehtojen väliin on yksinkertaista ja todistettua pallokiilatekniikkaa. Tämä moniakselinen liikeratkaisu on ollut olemassa vuosia ja on edelleen erittäin tärkeä nykypäivän monimutkaisille liikesuunnitelmille. Pallourit käyttävät ainutlaatuista arkkitehtuuria, joka yhdistää pyörivän ja lineaarisen liikkeen yhdellä akselilla. Tämä antaa heille enemmän joustavuutta toteuttaa monimutkaisia ​​liikemalleja ahtaissa tiloissa, mikä tarjoaa kaksi yhteen -kaupan liikkeenhallinnassa.

Pyörivän ja lineaarisen liikkeen yhdistäminen

Pallourit mahdollistavat sekä lineaarisen että pyörivän liikkeen. Tämä saadaan aikaan yhteisellä akselilla, joka suorittaa kaksi itsenäistä liikettä (kuva 2). Akseli sisältää aksiaaliset maadoitusurat, joita kutsutaan "kiilaiksi" sen pituudella. Tämä sisältää myös pallon uramutterin, joka kulkee pitkin aksiaalisia maadoitusuria, lukitsee pyörivän liikkeen tai säteittäiset momenttikuormat.

Aksiaalisen kierron ohjaamiseksi pallon uramutteria käännetään. Tämä mutteri sisältää sarjan palloja, jotka mahdollistavat vapaan liikkeen akselia pitkin (eli mutteri voi liukua pitkin akselia minimaalisella kitkalla). Kierrettäessä nämä pallot kohdistavat kohtisuoran voiman akseliin urien kautta ja kääntävät sitä.

Lineaarisen liikkeen ajamiseksi kiila-akselia liikutetaan eteenpäin tai taaksepäin lineaarisen toimilaitteen, kuten männän, avulla. Koska kuulalaakerit pyörivät urissa (luukumisen sijaan), pienempi kitka- ja kulumiskerroin luo tasaisen, tarkan lineaarisen liikkeen ja suurempia nopeuksia.

Ankkuroinnin/tuen ansiosta tämä järjestely kestää myös vääntökuormituksen (eli akseli vastustaa pyörimistä, ellei moottori käytä sitä). Jos akseliin kohdistetaan vääntökuormitus ulkoisesti sen ollessa ulos-/sisäänvetyessään/pysähdyksissä, rihlamutteri tukee sitä vastustaen tätä kuormaa.

Edut

Parempi tilankäyttö

Useiden akselien puristaminen yhdeksi akseliksi tekee kuulariilaista tilaa säästävämpiä kuin perinteiset laakeriratkaisut. Tämä edellyttää vähemmän komponentteja ja liikkuvia osia sekä suuremman kuormituskyvyn tässä tilassa kuin vastaavat lineaarilaakerit tarjoavat.

Korkeampi kuormituskapasiteetti

Leveät, tarkasti hiotut urat lisäävät kuormankantokykyä ja parantavat jäykkyyttä ja jäykkyyttä jopa kaksi kertaa suuremman momenttikuorman käsittelyssä kuin perinteiset laakerikokoonpanot. Pallourit jakavat myös enemmän kuormaa akselin pituudelle. Tämän ansiosta ne voivat kantaa suurempia kuormia kuin perinteiset laakerit, jotka voivat olla alttiina paikallisille jännityskeskittymille. Pallourit ovat myös parempia keskipisteen ulkopuolisilla kuormituksilla, jotka ovat yleisiä työkalujen vaihdoissa ja poiminta- ja paikkasovelluksissa.

Vähäinen kitka

Pallonohjausjärjestelmä tarjoaa lähes kitkattoman liikkeen tarkan kosketuksen kautta vierivien pallojen tangentiaalisiin pisteisiin, joita ohjaavat ura-akselin urat ja mutterin sisällä oleva rata.

Suuremmat nopeudet

Pallourit tarvitsevat vain pieniä voimia siirtääkseen uramutterin aksiaalisesti siirtäen samalla vääntömomenttia ja minimoiden kitkan. Tämä lisää noin 20 prosenttia nopeutta perinteiseen kuularuuviin verrattuna ja parantaa toimintaa. Pallourit kestävät jopa 2 m/s nopeuksia.

Korkea tarkkuus ja tarkkuus

Pallourit tarjoavat suuren tarkkuuden ja tarkkuuden paikannuksessa, joten ne sopivat ihanteellisesti tarkkaa hallintaa vaativiin sovelluksiin. Nolla välys varmistaa, että pyörimisliikettä tai liikettä ei menetetä suunnan vaihdossa. Pallourit säilyttävät tämän tarkkuuden ja pienen kitkan myös raskaassa kuormituksessa.

Helppo asennus ja huolto

Asennus on helppoa, tyypillisesti vaatii karkean porauksen ja kiinnitysreiät, jotka porataan ja kierretään laippamutterin kiinnittämiseksi, tai karkeaa porausta ja kiilauraa pyöreää mutteria varten. Yksinkertaisen rakenteen ansiosta pallourit on helpompi ratkaista ja huoltaa. Huoltoryhmä voi vetää rihlan akselilta, voidella sen ja laittaa takaisin paikalleen, kun taas profiilikisko ja kuularuuvit vaativat suurempaa huoltoa.

Korkea Kestävyys

Kuulalaakereiden käyttöikä on pidempi kuin eräillä perinteisillä laakereilla lisääntyneiden kuulalaakerin pistekoskettimien ansiosta, mikä vähentää jännitystä ja lisää kantavuutta. Mitä vähemmän palloihin kohdistuu rasitusta, sitä raskaampaa kuormaa ne kestävät samalla kun ne kestävät kulumista ja tarjoavat tasaisen suorituskyvyn.

Kuulalaakereissa on usein tiivisteet ja suojakuoret, jotka suojaavat kuulalaakereita epäpuhtauksilta, kuten pölyltä ja roskilta, mikä pidentää entisestään käyttöikää. Pallokiila-arkkitehtuurilla on turvallinen kantavuus joka kulmasta, toisin kuin säteittäinen laakeri, jossa pallot on asetettava huolellisesti taakan tasapainottamiseksi.

Kustannussäästöt

Säästöt ovat huomattavia kahdella liikeakselilla, ja säästöt moninkertaistuvat suurempien volyymien myötä. Pallourit ovat huomattavasti halvempia kuin pakatut, moniakseliset järjestelmät. Koska komponentteja ja liikkuvia osia on vähemmän, ne ovat edullisempia kuin profiilikiskokokoonpanot. Ne tarjoavat paremman momenttikuormituksen kestävyyden hintaan nähden ja vaativat vähemmän pinnan valmistelua asennukseen. Pallourien kustannukset ovat kuin pyöreät kiskokokoonpanot, mutta pienemmällä jalanjäljillä ja vähemmän akseleita. Pitkällä aikavälillä vähemmän komponentteja tarvitsee huoltoa, mikä säästää aikaa ja rahaa.

Sovellukset

Lineaarista ja pyörivää liikettä integroivien liikesuunnittelijoiden tulee arvioida pallon spline-tekniikkaa nähdäkseen, onko niiden määrittäminen samalle akselille hyödyllistä. Tässä on joitain tehdasautomaation, kuljetuksen ja terveydenhuollon/tutkimuksen sovellusesimerkkejä, jotka ovat hyödyntäneet pallokiilatoimintoa:

Tehdasautomaatio

Toistettavissa oleva poiminta- ja paikkakokoonpano, kuten nopea puolijohdeobjektin sijoittelu, jossa käsivarsi poimii esineen kokoonpanovaiheesta, pyörii ja asettaa sen toisen päälle.

CNC-työkalujen paikannus koneistus- ja jyrsintäoperaatioissa.

Pakkauslaitteet täyttö- ja sulkumekanismien tarkkaan hallintaan.

Kuljetus

Lentokoneen hallintalaitteet, kuten läpän avaus ja kaasun säätö.

Sotilasajoneuvot pyörimisen, aseen nostamisen ja ajoneuvon ohjauksen helpottamiseksi.

Terveydenhuolto ja tutkimus

Robotit auttamaan kirurgisissa toimenpiteissä.

Lääketieteelliset kuvantamislaitteet, jotka helpottavat CT-skannerien tai muiden erittäin tarkkojen kuvanottolaitteiden tarkkaa liikettä.

Laboratorioanalyysit, kuten mikroskoopin vaihe ja näytteen paikannus.

Jotkut toimittajat tarjoavat online-ohjeita, joiden avulla konesuunnittelijat voivat optimoida pallourit sovelluksiinsa varten. Esimerkiksi yksi pallokiilavalintatyökalu tarjoaa visuaalisia apuvälineitä, jotka antavat käyttäjille parhaan konfiguroinnin minuuteissa.

Heidän paikkansa löytäminen

Pallourit sopivat täydellisesti konesuunnittelijoille, jotka tarvitsevat liikettä useilla akseleilla. Verrattuna pakattuihin, moniakselisiin järjestelmiin, pallourit vaativat vähemmän tilaa ja niitä voidaan käyttää suuremmilla nopeuksilla ja pienemmällä kitkalla; suurempi tarkkuus; pidempi, ennakoitavampi elämä; ja helpompi huoltaa. Ne voivat olla myös halvempia.

Vaikka pallokiila saattaa korvata pakatut robottivarret, niiden tilatehokkuus ja nolla välys tekevät niistä käyttökelpoisia näiden kokoonpanojen komponentteina, mahdollisesti pidentäen pystysuuntaista iskua tai avustaen raskaammissa säteittäis- ja aksiaalikuormissa.

Kun liiketoiminnat monimutkaistuvat ja digitalisaation, tekoälyn ja liikkuvuuden edistyminen tuovat lisää liikeakseleita automaatiostrategioihin, palloripan ainutlaatuinen suorituskyky ja monipuolisuus voivat vihdoin saada ansaitsemansa kunnioituksen.

 

(https://www.powertransmission.com)