Автоматизираните индустриални системи като монтажни клетки и производствени линии стават все по-малки и затова производителите продължават да разработват по-компактни системи, които заемат по-малко място. Това търсене е придружено от търсене на по-голяма надеждност, по-ниска консумация на енергия и по-високи нива на точност. Тук електронните системи играят важна роля, но също така правят и механични компоненти като устройства с линейно движение и задвижващи механизми.
Традиционно, конвенционалните сглобяеми винтови сглобки осигуряват сравнително евтино и точно линейно движение за производствените машини. Те обаче са склонни да бъдат обемисти и дизайнерите често имат проблеми, когато се опитват да ги интегрират в по-компактни конфигурации на машини. Освен това съществува изискване съвременните производствени машини да осигуряват по-голяма позиционна точност при високи скорости и това представлява предизвикателство за сферичните винтове, които имат ограничения по отношение на точността и динамиката.
Алтернатива на сферичния винт е ролковият винт, който е не само по-компактен, но също така е способен да носи по-големи товари по отношение на размера си, като същевременно постига значително по-добра позиционна точност в сравнение с сферичния винт. В същото време ролковият винт ще работи с много по-високи скорости и ускорения и ще осигури превъзходна плътност на мощността, по-добра надеждност и по-дълъг експлоатационен живот.
Всичко това обаче идва на цена: постигането на тази производителност изисква някои специализирани методи на обработка, като например смилане до подмикронна точност. Това означава, че ролковите винтове са склонни да включват по-голям брой прецизни компоненти, като профили с валцуване на двете ролкови нишки и зъбно колело в края на всяка ролка, което усложнява монтажа и тестването, което помага за увеличаване на разходите.
Тази премия за разходите е трудно да се игнорира, в края на краищата, инженерите на дизайна са програмирани да бъдат съзнателни по отношение на разходите, а ролковите винтове могат да бъдат с порядък по-скъп от винтов топче.
Ако обаче могат да се докажат инженерните предимства на ролковите винтове пред сферичните винтове - и където прецизността и надеждността не могат да бъдат жертвани - ролковият винт се превръща в избрана технология. В действителност при много по-леки приложения на ролкови винтове допълнителната инвестиция в крайна сметка ще донесе възвръщаемост в експлоатационния живот благодарение на по-високия товароносимост.
Извършване на промяната
Скорошен пример включва OEM за храна, която премина от сферични винтове на SKF SX към планетарни ролкови винтове SKF Type SRC за редица колектори за отлагане под налягане. Очаква се да видите четирикратно усилване на основната динамична товароносимост и изчислено удължаване на експлоатационния живот от малко повече от месец до три години с винтовете за смяна на ролките.
Преоборудването е извършено с минимални модификации, като се използват съществуващите задвижвания и контроли за постигане на по-бързо време на цикъла и по-висока скорост на работа, в допълнение към удължения експлоатационен живот.
Комбинацията от предимства, предлагани от ролкови винтове, е завладяваща и въпреки цената им, те вече са определени за голямо разнообразие от промишлени приложения от пластмасови формовъчни машини до производство на микрочипове. Поради тази причина и за да осигурят по-голяма стойност и по-кратко време за изпълнение, доставчиците на принципи предлагат „ предпочитан диапазон “ , който включва най-често използваните размери на планетарни и рециркулиращи ролкови винтове, заедно със гайки със стандартен размер, с валове, произведени по спецификации на клиента.
Изключителната товароносимост на ролковите винтове се използва за предимство при машини за леене под налягане, където например планетарните ролкови винтове на SKF Ultra Power създават сили, приближаващи се до 500kN. Те могат да упражняват налягане на притискане до 200T в тези машини. Надеждността и товароносимостта на ролковите винтове се използват и в аерокосмическите приложения, където те осигуряват необходимото задействане на полетите за контрол на полета.
И благодарение на тяхната превъзходна позиционна точност и повтаряемост, ролковите винтове също се използват широко в автоматизирани монтажни клетки за операции, които изискват точно и повтарящо се линейно движение, като нитове и заваряване. Друг пример за приложение за прецизност е използването им в електромеханичните задвижвания на лъчетерапевтичните кушетки, които трябва да бъдат позиционирани с точна точност, за да се гарантира, че пациентите получават правилно насочени дози радиация.
В комбинация с подходящ електрически серводвигател в компактен задвижващ формат, електромеханичните цилиндри на ролков винт се използват все повече като заместващи резервни части за хидравлични барабани в приложения, които изискват високи сили на задействане без съпътстващи проблеми на хидравликата, като повредени уплътнения и замърсяване с масло. В действителност, електромеханичните задвижвания на ролкови винтове намират своето приложение в приложения, които преди това биха могли да включват използването на хидравлика или пневматика.
Прецизните електромеханични цилиндри отново струват повече за еквивалентна единица, отколкото техните алтернативи за мощност на течности, но електромеханичната технология осигурява допълнителна стойност за целия живот на машината, което повече компенсира по-високите първоначални разходи. Ползите за околната среда и експлоатационните характеристики на електромеханичните цилиндри вече са засегнати с други предимства, включително много по-опростен дизайн на машината, който се разпределя с помпи, акумулатори, тръбопроводи, уплътнения и т.н., както и значително намалена поддръжка.
По отношение на приложенията, вероятно е да се изберат ролкови винтове, когато топките не могат да се справят. Така че, ако дизайнът, базиран на топка с винт, е точно на ръба на скоростта или обвивката на натоварването, няма необходимата точност, осигурява кратък експлоатационен живот или е вероятно да претърпи преждевременна повреда, тогава е време да се направи анализ на разходите и ползите и да се помисли ролкови винтове.