Översikt över de olika linjära enheterna

8 fördelar med kuggstångsdrift

Hur gör du en högprecisions rörelse i horisontal eller vertikal riktning, med andra ord: från roterande till linjär?En expert vet det utan tvekan, men endast specialisten inom mekanisk drivteknik känner till alla möjligheter med tillhörande fördelar och nackdelar.                     I den här artikeln ger vi ett antal idéer till att göra rätt val för en linjär drift.

Mest använda linjära drifter

Generellt är följande (mest använda) alternativ mest vanligt för att skapa en linjär drift:

– Linjärskruv– Kuggrem– Kuggstång– Linjär motor– Tryck kedja

Nedan en liten förklaring av varje enhet med fördelarna och nackdelarna.

Linjär Skruv

En linjärskruv är en slags gängad axel, över vilken en mutter kan röra sig fram och tillbaka när axeln roteras och sålunda kan en linjär rörelse skapas. Muttern är ofta utrustad med (små) kulor för mindre friktion och högre belastningar. Därför kallas kombinationen en kulskruv. Om kulskruvar inte används är gängan ofta ”vinklad” och gängan kallas ”trapets”.En skruv är ett snabbt mekaniskt sätt för skapa en begränsad linjär rörelse. Den största nackdelen är att längden är begränsad och att hastigheten inte kan vara hög på grund av självsvängning. En typisk skruvenhet är till exempel en saxlyft . En skruv är också ofta hjärtat i ett ställdon.

Kuggremsdrift

En kuggrem sträcker sig över remskivor och är tandad för att förhindra glidning. En kuggrem är ofta hjärtat av en linjärenhet, där ändarna av den tandade remmen  är fästa  i den rörliga delen. En fördel med denna enhet är att den är billigt och enkel att bygga, nackdelen är den nödvändiga förspänningen och bristande noggrannhet i samband med längre enheter. En kuggrems driven enhet kan också användas för att distribuera en rotation, med eller utan olika utväxlingsförhållanden.Kuggremmen drivs av en axel med remskiva och detta gör att vridmomentet kan ökas betydligt. Av denna anledning är en växellåda oftast monterad på dessa enheter för att minska hastigheten och öka vridmomentet. Apex Dynamics har lämpliga växlar i form av PL (rak) och PLR (vinklad), med kraftigare lager och en mycket kompakt design. En typisk linjärenhet med kuggrem är skrivhuvudet på en skrivare eller en elektrisk garagedörr, en typisk roterande remdrift  kamremmen i en förbränningsmotor.

Kuggstångsdrift

En kuggstång (rack) har egenskapen att den kan vara oändligt lång och precisionen, när den monteras korrekt, minskar inte. Drevet  går fram och tillbaka över kuggstången (i själva verket ett kugghjul med en oändlig radie). Kuggstänger kan monteras ihop och är normalt tillgängliga i längder från 500 mm upp till 2000 mm. Flera drev kan driva över samma kuggstång samtidigt för ökad kraft. Drevet monteras ofta på en växellåda, vilket ökar vridmomentet och minskar hastigheten. En typisk kuggstångsapplikation är en port eller en brodrift.

Om 2 motorer med kugghjul är installerade som en master slav, är drivsystemet glappfritt.

Linjär motor

En linjär motor är en enhet i form av en elektrisk motor, som baseras på ett växlande magnetfält. I huvudsak är det en elmotor med en ”utrullad” stator. Istället för en roterande rörelse, producerar denna typ av motor en linjär rörelse, och kan i princip vara så lång som nödvändigt. En linjär motor består av en (teoretiskt) oändligt lång rad av elektromagneter. Föremålet som ska drivas innehåller en kärna av ett ledande material, vanligtvis aluminium eller koppar. Elektromagneterna skapar en kontinuerlig linjär ”våg” i vilken virvelströmmar produceras i kärnan, vilket orsakar ett motsatt magnetfält. Så börjar kärnan röra sig, med en viss hastighet i magnetismens våg.

Ett typiskt exempel på en linjär motor är exempelvis en magnetiskt levitationståg. På grund av de mycket höga kostnaderna för material och teknik och lågt vridmoment används inte denna typ av enhet särskilt ofta.

Tryckkedja

Tryckkedjan består av specialformade länkar, som tack vare geometrin säkerställer att kedjan inte kan veckas under tryck. Den drivs av ett slags kugghjul över vilken tryckkedjan kan rulla. Det bör beaktas att änden på tryckkedjan inte kan användas, därför kräver konstruktion att man rullar upp den. Det första utförandet av en tryckkedja beskrevs av Leonardo da Vinci, men användes endast industriellt sedan andra världskriget.

Ett välkänt exempel på en tryckkedja är den kontinuerligt variabla transmissionen från Bosch / van Doorne.

Översikt över de olika linjära enheterna

Tabellen nedan visar styrkan och svagheterna hos varje enhet: (”-” = värre, ”0” = neutral och ”+” är bättre)

Vilken är den bästa linjära driften för din applikation?

Det beror på många faktorer, ovan finner du det viktigaste. Arbetar du med en linjär enhet och kan behöva ett bollplank? Vänligen kontakta Apex Dynamics.