Các hệ thống công nghiệp tự động như tế bào lắp ráp và dây chuyền sản xuất ngày càng nhỏ hơn và vì vậy các nhà sản xuất đang tiếp tục phát triển các hệ thống nhỏ gọn hơn chiếm ít không gian hơn. Nhu cầu này đi kèm với nhu cầu về độ tin cậy cao hơn, tiêu thụ điện năng thấp hơn và mức độ chính xác cao hơn. Ở đây, các hệ thống điện tử có vai trò quan trọng nhưng cũng vậy, các bộ phận cơ học như thiết bị chuyển động tuyến tính và bộ truyền động.
Theo truyền thống, các cụm lắp ráp trục vít bóng thông thường đã cung cấp chuyển động tuyến tính tương đối rẻ tiền và chính xác cho các máy sản xuất. Tuy nhiên, chúng có xu hướng cồng kềnh và các nhà thiết kế thường gặp vấn đề khi cố gắng tích hợp chúng vào cấu hình máy nhỏ gọn hơn. Hơn nữa, có một yêu cầu đối với các máy sản xuất hiện đại để cung cấp độ chính xác vị trí cao hơn ở tốc độ cao và điều này đặt ra thách thức đối với các vít bi, có những hạn chế về độ chính xác và động lực học.
Một thay thế cho vít bóng là vít con lăn, nó không chỉ nhỏ gọn hơn mà còn có khả năng mang tải lớn hơn so với kích thước của nó, trong khi đạt được độ chính xác vị trí tốt hơn đáng kể so với vít bóng. Đồng thời, một con lăn trục vít sẽ hoạt động ở tốc độ và gia tốc cao hơn nhiều, và mang lại mật độ năng lượng vượt trội, độ tin cậy tốt hơn và tuổi thọ dài hơn.
Tuy nhiên, tất cả điều này đều có giá: để đạt được hiệu suất này đòi hỏi một số phương pháp gia công chuyên dụng như mài chính xác đến micron phụ. Điều đó có nghĩa là vít con lăn có xu hướng bao gồm số lượng lớn hơn các thành phần chính xác như cấu hình nòng súng trên cả hai trục lăn và bánh răng thời gian ở cuối mỗi con lăn, làm phức tạp việc lắp ráp và thử nghiệm, tất cả đều giúp tăng chi phí.
Cuối cùng, chi phí bảo hiểm này rất khó bỏ qua, các kỹ sư thiết kế được lập trình để có ý thức về chi phí và ốc vít có thể đắt hơn một đơn hàng lớn hơn so với vít bi.
Tuy nhiên, nếu những lợi thế kỹ thuật của vít con lăn so với vít bóng có thể được chứng minh - và ở đó độ chính xác và độ tin cậy không thể bị hy sinh - thì trục lăn trở thành công nghệ được lựa chọn. Thật vậy, trong nhiều ứng dụng nhẹ hơn của vít con lăn, đầu tư thêm cuối cùng sẽ gặt hái được lợi nhuận trong thời gian phục vụ nhờ khả năng chịu tải cao hơn.
Tạo sự thay đổi
Một ví dụ gần đây bao gồm một OEM thực phẩm, đã chuyển từ vít bóng SKF SX sang vít con lăn hành tinh SKF Type SRC cho một loạt các đa tạp lắng đọng có áp suất. Người ta hy vọng sẽ thấy tăng gấp bốn lần khả năng mang tải động cơ bản và kéo dài tuổi thọ dịch vụ được tính toán từ ít hơn một tháng đến ba năm với các ốc vít thay thế.
Việc trang bị thêm được thực hiện với sửa đổi tối thiểu bằng cách sử dụng các ổ đĩa và điều khiển hiện có để đạt được thời gian chu kỳ nhanh hơn và tốc độ hoạt động cao hơn, ngoài thời gian sử dụng kéo dài.
Sự kết hợp các lợi thế được cung cấp bởi ốc vít là hấp dẫn và, mặc dù chi phí của chúng, giờ đây chúng được chỉ định cho nhiều ứng dụng công nghiệp từ máy móc đúc nhựa đến sản xuất vi mạch. Vì lý do này, và để cung cấp giá trị lớn hơn và thời gian sản xuất ngắn hơn, các nhà cung cấp nguyên tắc cung cấp ' phạm vi ưa thích ' , bao gồm các kích cỡ được sử dụng thường xuyên nhất của ốc vít hành tinh và tuần hoàn, cùng với đai ốc kích thước tiêu chuẩn, với trục được sản xuất theo thông số kỹ thuật của khách hàng.
Khả năng chịu tải phi thường của vít con lăn được sử dụng để tạo lợi thế cho máy móc ép phun, ví dụ, trong đó, vít con lăn hành tinh Ultra Power của SKF tạo ra lực tiếp cận tới 500kN. Chúng có thể gây áp lực kẹp lên tới 200T trong các máy này. Độ tin cậy và khả năng tải của vít con lăn cũng được khai thác trong các ứng dụng hàng không vũ trụ nơi chúng cung cấp sự truyền động cần thiết cho các bề mặt điều khiển chuyến bay.
Và nhờ độ chính xác và độ lặp lại vị trí vượt trội của chúng, vít con lăn cũng được sử dụng rộng rãi trong các tế bào lắp ráp tự động cho các hoạt động đòi hỏi chuyển động tuyến tính chính xác và lặp lại như tán đinh và hàn. Một ví dụ nữa về một ứng dụng chính xác là việc sử dụng chúng trong các ổ điện cơ của các phương pháp xạ trị phải được định vị với độ chính xác chính xác để đảm bảo bệnh nhân nhận được liều bức xạ được nhắm mục tiêu chính xác.
Kết hợp với động cơ điện phù hợp ở dạng truyền động nhỏ gọn, xi lanh cơ điện trục vít ngày càng được sử dụng như là vật liệu thay thế thả trong các ram thủy lực trong các ứng dụng đòi hỏi lực dẫn động cao mà không gặp sự cố về thủy lực như bịt kín và nhiễm dầu. Thật vậy, các bộ truyền động cơ điện dựa trên trục lăn đang tìm đường vào các ứng dụng mà trước đây có thể liên quan đến việc sử dụng thủy lực hoặc khí nén.
Các xi lanh cơ điện chính xác, một lần nữa, chi phí nhiều hơn trên mỗi đơn vị tương đương so với các giải pháp thay thế năng lượng chất lỏng của chúng, tuy nhiên công nghệ cơ điện cung cấp giá trị bổ sung trong suốt vòng đời của một máy nhiều hơn so với giá trị ban đầu cao hơn. Những lợi ích về môi trường và hiệu suất của xi lanh điện cơ đã được chạm đến với những ưu điểm khác bao gồm thiết kế máy đơn giản hơn nhiều, phân phối với máy bơm, ắc quy, đường ống, con dấu, v.v., cũng như giảm đáng kể việc bảo trì.
Về mặt ứng dụng, ốc vít có khả năng được chọn khi vít bóng không thể đối phó. Vì vậy, nếu thiết kế dựa trên vít bóng nằm ngay cạnh tốc độ hoặc đường bao tải của nó, thiếu độ chính xác cần thiết, cung cấp thời gian sử dụng ngắn hoặc có khả năng bị hỏng sớm, thì đã đến lúc phải phân tích và xem xét lợi ích chi phí vít con lăn.