تفاوت لینیر های رولر تایپ ( بشکه ای ) و بال تایپ ( ساچمه ای )
what differ between roller type and ball type linear guide ways
در ابتدا به تعریف کلی از هدایت کننده های خطی می پردازیم .
لینیر ها یک راهنمای حرکت خطی هستند که در آنها از عناصری همچون غلطکها و توپ ها بکار رفته و در اجزا داخلی بلوک به نرمی حرکت مینمایند و موجب حرکت خطی بلوک در مسیر مشخص شده ، میگردند.
از لینیر ها در بسیاری از صنایع خصوصا در ساخت ماشین ابزار به فراوانی استفاده میگردد.
تاریخچه ساخت لینیر :
ظاهرا تفکر استفاده از جایگزینی برای حرکت کشویی به غلطکی در تاریخ های بسیار دور شکل گرفته است.
شکل فوق سنگ نگاره ای است از حمل قطعه سنگی توسط مصری ها که بر روی غلطک هایی ، می لغزد. نحوه عملکرد ، دقیقا مشابه ساچمه های لینیر میباشد.
پایه تفکر ساخت لینیر های امروزی را میتوان در اختراع سال 1932 در فرانسه دانست. این اختراع اگر چه شامل عملکرد های ساختاری لینیر های امروزی بود اما برای استفاده در بازار و صنعتی شدن نیازمند زمان بود. در طول این زمان بسیاری قطعات ماشین آلات مانند بال اسکرو از عناصری همچون غلطک و ساچمه استفاده کرده و صنعتی شدند. استفاده گسترده از رولینگ ها و عناصر غلطکی اولین بار در سال 1946 زمانیکه یک شرکت آمریکائی به نام "تامسون" که بکارگیری از بوش های ساچمه ای را تجاری ساخت ، پدید آمد.
در طول زمان های مختلف اصلاحات و اختراعات مختلفی صورت پذیرفت تا در سال 1973 شرکت THK ژاپن LM گاید ها را برای استفاده در عموم صنایع معرفی ساخت. از این زمان به بعد گام هایی توسعه یافته در مسیر ارتقای راهنما های خطی پدید آمد تا به شکل امروز رسیده ایم.
ساختار درونی لینیر ها :
لینیر گاید ها شامل مکانیزمی است که در آن ساچمه هایی از جنس استیل به صورت نامحدود میچرخند تا حرکت نامحدود برای واگن را ایجاد نمایند. ساچمه ها در مسیر مشخص شده می غلطند و پس از رسیدن به END CAP همانند شکل زیر مجبور به تغییر جهت حرکت خود خواهند شد بنابراین به جهت دیگر رانده می شوند و این فرایند ادامه دارد.
مقایسه رولر تایپ و بال تایپ :
سیستم ها رولر تایپ به شکل بشکه ای و سیستم ها بال تایپ به شکل ساچمه میباشند.
در مقایسه دو سیستم حرکتی سه مزیت عمده را برای رولر تایپ میتوان بر شمرد :
1- ظرفیت تحمل بار بیشتر :
به دلیل ساختار شکلی رولر ها نسبت به ساچمه ها در زمان اعمال فشار ، رولر ها سطح تماس بیشتری را در بر میگیرند و در نتیجه این تحمل بار بیشتر خواهد بود.
در نتیجه این توان در برینگ های مرتبط و متصل نیز از عمر بیشتری برخوردارند . که بر اساس محاسبه معادله طول عمر برینگ میتوان به عدد بزرگتری دست یافت.
به عنوان مثال اگر ریل های ساچمه ای با قطر 25 با ظرفیت تحمل 20.000 N و نیروی وارده 2000 N را محاسبه کنیم به عمر مفید 100.000 کیلومتر و اگر برای سیستم رولر تایپ با همان سایز راظرفیت 24.000 نیوتن نیروی وارده 2000 N را محاسبه کنیم به عمر مفید 395.600 کیلومتر خواهیم رسید.
2- قابلیت کاهش سایز :
اشاره به توان و عمر مفید طولانی تر برینگ های رولر تایپ ، بدان معناست که طراحان میتوانند از یک و یا دو سایز کوچکتر ( برای مثال سایز 25 نسبت به سایز 45) به منظور تامین نیاز همان فشار و طول عمر در مقایسه با سیستم های بال تایپ استفاده نمود. این کاهش سایز برینگ ها بسیار سود مند در ماشین ها خصوصا در ماشین های با محور های بالا و یا کاربرد های بزرگ میباشد. چرا که وزن ذخیره شده بر روی محور ها تاثیر بسزایی در پشتیبانی محور ها و در نتیجه صرفه جویی در استهلاک و تعویض قطعات جانبی خواهد بود.
بر اساس جدول کارتزین ، کاهش جرم محور Z منجر به کاهش فشار های استاتیک و دینامیک بر روی محور Y میگردد. و این بدان معناست که محور Y نیز میتواند کاهش سایز داشته باشد. به همین ترتیب با کاهش جرم محور های Y و Z میتوان ، سایز محور X را نیز کاهش داد و این تنها به شرط کاهش فشار بر روی محور X میباشد. این فشار تنها بر روی لینیر ها نخواهد بود بلکه بر روی مکانیزم درایو ، بال اسکرو ، موتور ، کوپلینگ ها ، گیربکس کابل ها و بسیاری دیگر که باعث صرفه جویی در هزینه های مواد ، انرژی و فضا خواهد شد.
3- استحکام بالاتر :
تماس خطی که توسط رولر ها تشکیل می شود همچنین استحکام بیشتری نسبت به تماس نقطه ای ساچمه ای ایجاد میکند. ارتباط پی در پی با سطح باعث ایجاد صلبیت بیشتر در مواجه با فشار های محور ها و ضربات شدید است که این عملکرد به نتیجه مطلوب در ماشین منجبر میگردد.
رولر ها بسیار گران تر از ساچمه ها هستند. اما بهترین معیار برای مقایسه هزینه ها ، قیمت اجزاء نیست ، بلکه هزینه به ازای هر کیلومتر حرکت میباشد. در مثال فوق ، اگر ریل های بال تایپ 1000 دلار و عمر مفید حرکت 100.000 کیلومتر باشد هزینه آن در هر کیلومتر 0.01 دلار میباشد. در حالیکه اگر سیستم رولر با هزینه 25 درصد بیشتر یعنی 1250 دلار و عمر مفید حرکت ، بر اساس محاسبه فوق 395.600 کیلومتر باشد ، هزینه هر کیلومتر حرکت تنها 0.003 دلار ( کمتر از نصف سنت) است.
مقاله فوق در بخش تحقیق و توسعه خاوران صنعت پاسارگاد ، تهیه و تنظیم گردیده است.
استفاده از مقاله ی فوق با ذکر نام بلامانع میباشد.
