在許多需要線性運(yùn)動(dòng)的工業(yè)應(yīng)用中，對于大多數(shù)應(yīng)用，這可以通過常規(guī)的皮帶或螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。兩者都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，可以很好地滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求，但是當(dāng)需要更長的線性距離時(shí)，就會出現(xiàn)問題。

皮帶系統(tǒng)是需要超過5米的長線性運(yùn)動(dòng)的明顯選擇。這些相對簡單的系統(tǒng)使用皮帶輪驅(qū)動(dòng)器在皮帶上產(chǎn)生張力，并且可以將它們快速提升至約10米/秒的高速。然而，盡管這些系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)成最長12米的行程，但隨著它們到達(dá)更長的長度，由于無法在系統(tǒng)的整個(gè)長度上保持張力，皮帶下垂開始出現(xiàn)問題。橡膠或塑料帶本身也固有地給系統(tǒng)帶來很多好處。系統(tǒng)整個(gè)長度上的這種靈活性會引起振動(dòng)或彈跳，這會為托架產(chǎn)生鞭打效應(yīng)，從而影響系統(tǒng)內(nèi)的精度。如果某個(gè)特定的流程無法解決此問題，螺桿系統(tǒng)提供了帶有固定機(jī)械元件的解決方案，可確保始終以精確的停止和定位進(jìn)行完全控制。由于皮帶斷裂的可能性，選擇皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)也可能要考慮安全性。這樣的故障將不受控制，在垂直應(yīng)用中，負(fù)載可能會掉落并損壞機(jī)器甚至人員。即使發(fā)生故障，螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可以阻止負(fù)載下降并確保安全。

從歷史上看，螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的問題是難以達(dá)到更長的行程長度。通常可以使用成對的軸承座來提供長達(dá)5.5或6m的長度，以支撐螺釘并在3000 rpm左右的較高轉(zhuǎn)速下停止任何攪打作用。即使在較低的速度下，較長的螺釘也需要支撐以防止因自重而彎曲。這種支撐的程度取決于單元的尺寸，負(fù)載，速度和螺釘?shù)膶?dǎo)程。傳統(tǒng)上，這種軸承座支撐系統(tǒng)由成對的軸承座組成，通常間隔100至500毫米，用桿或線連接在一起，并沿線性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)一起移動(dòng)，如圖1所示。該圖還顯示了滑架將如何工作。接觸其中一個(gè)螺絲支撐邊緣并使其移動(dòng)。

當(dāng)系統(tǒng)需要更長的行程時(shí)，可以添加更多的軸承座對，以沿其長度按規(guī)則的間距支撐螺釘。最多可以有三對甚至四對一起工作是可行的，但是在可用的有限占用空間內(nèi)，在超過此數(shù)量的塊之間連接桿或線材開始變得困難，而又不會污染其他關(guān)鍵組件。因此，實(shí)現(xiàn)更長行程的第一個(gè)挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一個(gè)可以為更長螺釘提供更多支撐點(diǎn)的系統(tǒng)。一種解決方案是取消用于塊的“連接”系統(tǒng)，而是使用一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，塊可以相互折疊并在需要時(shí)分開，如圖2所示。在那里引導(dǎo)和支撐螺絲。在這樣的系統(tǒng)10中

螺絲支架由塑料制成，是產(chǎn)品不可或缺的一部分，并且設(shè)計(jì)成彼此“嵌套”在一起。支撐件位于擠壓底座內(nèi)的機(jī)加工袋中，除了端部螺釘支撐件外，它們在嵌套時(shí)被鎖定在一起。當(dāng)滑架沿著組件移動(dòng)時(shí)，螺釘支架將由已嵌套的螺釘支架的臂支起并沿運(yùn)動(dòng)方向取下?；茉竭^該擠壓袋后，滑架另一側(cè)的螺釘支撐就會脫落。這是由于嵌套中的外部螺絲支架始終處于解鎖狀態(tài)。彈簧機(jī)構(gòu)位于螺釘支架內(nèi)。解鎖后，彈簧機(jī)構(gòu)會推動(dòng)擠壓底座，直到到達(dá)下一個(gè)可用的擠壓袋為止。

滾珠絲杠或?qū)輻U的這種支撐系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)較長的距離，而不會彎曲或攪動(dòng)，同時(shí)保持了旋轉(zhuǎn)速度。要超過六米長，下一個(gè)挑戰(zhàn)是制造更長的螺絲。但是，由于可用原材料的限制，通常只能生產(chǎn)長達(dá)六米的螺釘。那么，如何達(dá)到超過十米的行程呢？答案在于將兩個(gè)螺釘連接在一起并采用一些非常精確的制造技術(shù)。

導(dǎo)螺桿和滾珠絲杠是在軋制線上制造的，每個(gè)零件的制造偏差可能略有不同。因此，要將兩個(gè)零件連接在一起，需要克服引線偏差的差異。為了成功地連接兩個(gè)螺釘，必須使用精度盡可能高且偏差最小的滾珠絲杠。滾珠絲杠需要精確加工；確保熱量不會進(jìn)入零件并導(dǎo)致直徑和引線幾何形狀發(fā)生變化，因?yàn)榘俜种缓撩咨踔燎Х种缓撩椎淖兓瘯o最終系統(tǒng)造成問題。一旦加工過程達(dá)到了所需的精度，就可以使用螺孔和螺孔將螺釘連接在一起，使兩根引線之間的偏差最小。這樣可以確保延長長度的導(dǎo)程偏差沒有差異，連接的導(dǎo)螺桿是單顆短的實(shí)心滾珠絲杠。零件最終使用高強(qiáng)度膠水固定，因?yàn)槿魏螣徇B接或焊接連接都會再次改變幾何形狀并產(chǎn)生問題

利用可折疊的支撐塊系統(tǒng)和精密制造的長螺桿長度創(chuàng)建解決方案，意味著可以達(dá)到10.8米及以上的行程。所生產(chǎn)的螺釘?shù)拈L度僅受將兩個(gè)螺釘連接在一起，確保精度和性能得以維持以及運(yùn)輸此類產(chǎn)品的物流實(shí)用性的限制。沖程長度為2至3米的系統(tǒng)的最大速度約為3/4000 rpm。通常，對于更長的系統(tǒng)，必須大幅降低旋轉(zhuǎn)速度以避免攪動(dòng)，但是Thomson設(shè)計(jì)了一種使用這些附加支撐的解決方案，以在3/4000 rpm的轉(zhuǎn)速下保持10米以上的行程。這給用戶帶來了螺桿系統(tǒng)剛度高，行程長和運(yùn)輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。

您在哪里需要長螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)？

長行程長度的螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)被廣泛用于各種行業(yè)，以提供精確的線性運(yùn)動(dòng)控制，例如在需要非常精確地定位焊嘴的焊接系統(tǒng)中。在使用高質(zhì)量材料（例如鈦）的應(yīng)用中，焊接是在真空中進(jìn)行的，以避免金屬氧化。在這些應(yīng)用中，諸如長管之類的零件需要長螺釘才能提供所需的線性范圍。

汽車生產(chǎn)線中的幾種應(yīng)用，例如在工位之間移動(dòng)機(jī)器人焊接臂，也需要長行程線性運(yùn)動(dòng)。盡管速度可能不是運(yùn)輸機(jī)器人手臂的關(guān)鍵因素，但仍需要較長的長度和非常精確的定位。在汽車工業(yè)和其他幾個(gè)市場領(lǐng)域中，也有許多應(yīng)用需要在裝配工位之間進(jìn)行材料轉(zhuǎn)移。通常，這些組件必須為在取放站之間移動(dòng)的組件提供準(zhǔn)確的定位，并且螺桿驅(qū)動(dòng)器再次提供了很好的解決方案。

光纜的制造是一種高速應(yīng)用，在不損害所生產(chǎn)光纖的質(zhì)量的情況下不能停止。將電纜繞線到大型卷盤上，并且當(dāng)一個(gè)卷盤裝滿時(shí)，需要盡快更換電纜，以最大程度地減少此連續(xù)過程中的產(chǎn)品損失。精度和速度對于過程效率至關(guān)重要，長螺旋驅(qū)動(dòng)器可以在此應(yīng)用中提供這兩種能力，同時(shí)還具有處理重載卷軸的能力。

任何需要重型設(shè)備在垂直平面上移動(dòng)的應(yīng)用都將從線性螺釘?shù)膭傂院凸收习踩δ苤惺芤妗＠?，在飛機(jī)工業(yè)中，用于質(zhì)量保證的高精度攝像機(jī)可以上下移動(dòng)，并且螺釘可以安全，準(zhǔn)確地承載沉重的重量。在這樣的應(yīng)用中，帶有大直徑滾珠的特殊滾珠導(dǎo)引系統(tǒng)被用來吸收動(dòng)載荷力矩。

對現(xiàn)有系統(tǒng)的改進(jìn)

許多現(xiàn)有的應(yīng)用程序使用長達(dá)5到6米的長螺釘系統(tǒng)，使螺釘完全打開。這種系統(tǒng)有兩個(gè)常見問題：

 1.系統(tǒng)無法以期望的速度運(yùn)行。

2.該系統(tǒng)很難維護(hù)，因?yàn)殚_口螺釘會吸引灰塵和碎屑，因此需要定期清潔以避免球螺母過早損壞。

在這種應(yīng)用中，由堆疊軸承座配置提供的附加支撐意味著螺桿可以以更高的速度運(yùn)行。清潔和可靠性問題可以使用有蓋的密封系統(tǒng)解決，該系統(tǒng)可以保護(hù)螺釘并顯著降低維護(hù)要求。如圖3所示，封閉的螺釘可防止灰塵和碎屑進(jìn)入，并且無需定期清潔即可保持最佳性能和可靠性。在這樣的系統(tǒng)中，滑架可配備有鉆孔通道，并與油脂嘴連接，該油脂嘴連接到滑架上的預(yù)鉆孔。這樣一來，潤滑脂就可以從一點(diǎn)開始潤滑，而潤滑脂既可以進(jìn)入滾珠軸承，也可以滾珠絲杠，而無需打開殼體。多數(shù)其他類型的線性單元要求這些零件分別潤滑，但Thomson設(shè)計(jì)可確?？焖賹?shí)現(xiàn)全面維護(hù)。由于無需拆開設(shè)備，非常少量的灰塵或水會滲入系統(tǒng)，即使在最臟的環(huán)境中也能保護(hù)系統(tǒng)。

摘要

與任何過程一樣，特定的應(yīng)用程序要求決定哪種技術(shù)提供最佳解決方案。與非剛性聚合物皮帶系統(tǒng)相比，使用螺釘?shù)木€性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)具有承受更大負(fù)載的能力。螺釘是由不銹鋼制成的堅(jiān)固零件，如果按照正確的公差等級制造，則可用于達(dá)到超過10米的行程長度。湯姆森（Thomson）創(chuàng)新的可折疊軸承座支撐系統(tǒng)可確保支撐螺釘長度，從而避免攪打和彎曲，同時(shí)使系統(tǒng)能夠以通常僅與較短長度的系統(tǒng)相關(guān)的較高速度運(yùn)行。長行程線性螺桿驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可提供精確的定位以及快速，安全的操作。在密閉外殼中運(yùn)行時(shí)，它們經(jīng)過了進(jìn)一步設(shè)計(jì)，可確保持續(xù)可靠的使用和最低的維護(hù)要求。