Geautomatiseerde industriële systemen zoals assemblagecellen en productielijnen worden kleiner en daarom blijven fabrikanten compactere systemen ontwikkelen die minder ruimte innemen. Deze vraag gaat gepaard met een vraag naar grotere betrouwbaarheid, lager stroomverbruik en hogere niveaus van precisie. Hier spelen elektronische systemen een belangrijke rol, maar ook mechanische componenten zoals lineaire bewegingsapparaten en actuatoren.
Traditioneel hebben conventionele kogelschroef aangedreven samenstellen een relatief goedkope en nauwkeurige lineaire beweging voor productiemachines verschaft. Ze zijn echter vaak omvangrijk en ontwerpers hebben vaak problemen bij het proberen ze te integreren in meer compacte machineconfiguraties. Bovendien is er een vereiste voor moderne productiemachines om een grotere positionele nauwkeurigheid te leveren bij hoge snelheden en dit vormt een uitdaging voor balschroeven, die beperkingen hebben wat betreft nauwkeurigheid en dynamiek.
Een alternatief voor de kogelschroef is de rolschroef, die niet alleen compacter is, maar ook in staat is grotere belastingen te dragen in verhouding tot zijn grootte, terwijl hij een aanzienlijk betere positionele nauwkeurigheid bereikt in vergelijking met een kogelschroef. Tegelijkertijd werkt een rolschroef met veel hogere snelheden en versnellingen en levert een superieure vermogensdichtheid, betere betrouwbaarheid en een langere levensduur.
Dit alles heeft echter een prijs: het bereiken van deze prestaties vereist een aantal gespecialiseerde bewerkingsmethoden, zoals slijpen tot sub-micron nauwkeurigheid. Het betekent dat rolschroeven meestal een groter aantal precisiecomponenten bevatten, zoals loopprofielen op beide schroefdraden en een distributietandwiel aan het einde van elke rol, wat de montage en het testen bemoeilijkt, wat allemaal helpt om de kosten te verhogen.
Deze kostenpremie is moeilijk te negeren, tenslotte zijn ontwerpingenieurs zo geprogrammeerd dat ze kostenbewust zijn en rolschroeven kunnen evenveel als een orde van grootte duurder zijn dan een kogelomloopspindel.
Als echter de technische voordelen van rolschroeven ten opzichte van kogelschroeven kunnen worden aangetoond - en waar precisie en betrouwbaarheid niet kunnen worden opgeofferd - wordt de rolschroef de technologie bij uitstek. Inderdaad, in veel lichtere toepassingen van rolschroeven zal de extra investering uiteindelijk rendement opleveren in de levensduur dankzij het hogere draagvermogen.
De verandering aanbrengen
Een recent voorbeeld omvat een voedsel-OEM, die is overgeschakeld van SKF SX-kogelschroeven naar SKF Type SRC planetaire rolschroeven voor een reeks onder druk staande afzuigverdeelstukken. Verwacht wordt een viervoudige winst in basis dynamisch draagvermogen en een berekende levensduurverlenging van iets meer dan een maand tot drie jaar met de vervangende rolschroeven.
De retrofit werd uitgevoerd met minimale aanpassing met behulp van de bestaande aandrijvingen en bedieningselementen om snellere cyclustijden en hogere werksnelheden te bereiken, naast de verlengde levensduur.
De combinatie van voordelen die rolschroeven bieden is overtuigend en, ondanks hun kosten, zijn ze nu gespecificeerd voor een breed scala aan industriële toepassingen, van kunststofgietmachines tot de productie van microchips. Om deze reden, en om meer waarde en kortere doorlooptijden te bieden, bieden hoofdleveranciers een ' voorkeursbereik ' , dat de meest gebruikte maten van planetaire en recirculerende rolschroeven omvat, samen met standaardafmetingen, met assen die zijn vervaardigd volgens klantspecificaties.
De buitengewone belastbaarheid van rolschroeven wordt met voordeel gebruikt in spuitgietmachines, waar bijvoorbeeld SKF 's Ultra Power planetaire rolschroeven krachten creëren die de 500 kN naderen. Ze kunnen in deze machines een klemdruk tot 200T uitoefenen. De betrouwbaarheid en het laadvermogen van rolschroeven wordt ook benut in ruimtevaarttoepassingen waar ze de noodzakelijke bediening voor vluchtbesturingsoppervlakken bieden.
En dankzij hun superieure positionele nauwkeurigheid en herhaalbaarheid, worden rolschroeven ook veel gebruikt in geautomatiseerde assemblagecellen voor bewerkingen die nauwkeurige en herhaalbare lineaire bewegingen vereisen, zoals klinken en lassen. Een ander voorbeeld van een precisietoepassing is hun gebruik in de elektromechanische aandrijvingen van radiotherapiebanken die nauwkeurig moeten worden geplaatst om ervoor te zorgen dat patiënten correct gerichte stralingsdoses ontvangen.
In combinatie met een geschikte elektrische servomotor in een compact actuatorformaat, worden elektromechanische cilinders op rolschroeven in toenemende mate gebruikt als drop-in vervangingen voor hydraulische cilinders in toepassingen die hoge bedieningskrachten vereisen zonder de bijbehorende problemen van hydrauliek zoals defecte afdichtingen en olievervuiling. Elektromechanische actuators op rolschroeven vinden inderdaad hun weg naar toepassingen die eerder het gebruik van hydraulica of pneumatiek hadden kunnen inhouden.
Nauwkeurige elektromechanische cilinders kosten opnieuw meer per equivalente eenheid dan hun alternatieven voor vloeistofvermogen, maar elektromechanische technologie biedt extra waarde tijdens de levensduur van een machine die de hogere initiële uitgave meer dan compenseert. De milieu- en prestatievoordelen van elektromechanische cilinders zijn al aangestipt met andere voordelen, waaronder een veel eenvoudiger machineontwerp zonder pompen, accumulatoren, leidingwerk, afdichtingen, enzovoort, en aanzienlijk minder onderhoud.
Wat toepassingen betreft, worden rolschroeven waarschijnlijk gekozen wanneer kogelschroeven het niet aankunnen. Dus, als een ontwerp met een balschroef precies aan de rand van zijn snelheid of belastingsomhulling ligt, de vereiste nauwkeurigheid mist, een korte levensduur heeft of waarschijnlijk voortijdig faalt, dan is het tijd om de kosten-batenanalyse uit te voeren en te overwegen rolschroeven.