在許多需要線性運動的工業(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)動系統(tǒng)來實現(xiàn)。兩者都有優(yōu)點和缺點，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，就會出現(xiàn)問題。

皮帶系統(tǒng)是需要超過5米的長線性運動的明顯選擇。這些相對簡單的系統(tǒng)使用皮帶輪驅(qū)動器在皮帶上產(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)整個長度上的這種靈活性會引起振動或彈跳，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)提供了帶有固定機械元件的解決方案，可確保始終以精確的停止和定位進行完全控制。由于皮帶斷裂的可能性，選擇皮帶傳動系統(tǒng)時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器甚至人員。即使發(fā)生故障，螺桿驅(qū)動系統(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，并沿線性運動系統(tǒng)一起移動，如圖1所示。該圖還顯示了滑架將如何工作。接觸其中一個螺絲支撐邊緣并使其移動。

當(dāng)系統(tǒng)需要更長的行程時，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，實現(xiàn)更長行程的第一個挑戰(zhàn)是創(chuàng)建一個可以為更長螺釘提供更多支撐點的系統(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)計成彼此“嵌套”在一起。支撐件位于擠壓底座內(nèi)的機加工袋中，除了端部螺釘支撐件外，它們在嵌套時被鎖定在一起。當(dāng)滑架沿著組件移動時，螺釘支架將由已嵌套的螺釘支架的臂支起并沿運動方向取下?；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)。彈簧機構(gòu)位于螺釘支架內(nèi)。解鎖后，彈簧機構(gòu)會推動擠壓底座，直到到達(dá)下一個可用的擠壓袋為止。

滾珠絲杠或?qū)輻U的這種支撐系統(tǒng)可以實現(xiàn)較長的距離，而不會彎曲或攪動，同時保持了旋轉(zhuǎn)速度。要超過六米長，下一個挑戰(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，每個零件的制造偏差可能略有不同。因此，要將兩個零件連接在一起，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；確保熱量不會進入零件并導(dǎo)致直徑和引線幾何形狀發(fā)生變化，因為百分之一毫米甚至千分之一毫米的變化會給最終系統(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)螺桿是單顆短的實心滾珠絲杠。零件最終使用高強度膠水固定，因為任何熱連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度僅受將兩個螺釘連接在一起，確保精度和性能得以維持以及運輸此類產(chǎn)品的物流實用性的限制。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，但是Thomson設(shè)計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，行程長和運輸速度快的優(yōu)點。

您在哪里需要長螺桿驅(qū)動系統(tǒng)？

長行程長度的螺桿驅(qū)動系統(tǒng)被廣泛用于各種行業(yè)，以提供精確的線性運動控制，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機器人焊接臂，也需要長行程線性運動。盡管速度可能不是運輸機器人手臂的關(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)和其他幾個市場領(lǐng)域中，也有許多應(yīng)用需要在裝配工位之間進行材料轉(zhuǎn)移。通常，這些組件必須為在取放站之間移動的組件提供準(zhǔn)確的定位，并且螺桿驅(qū)動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)一個卷盤裝滿時，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)動器可以在此應(yīng)用中提供這兩種能力，同時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＠?，在飛機工業(yè)中，用于質(zhì)量保證的高精度攝像機可以上下移動，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)被用來吸收動載荷力矩。

對現(xiàn)有系統(tǒng)的改進

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)有兩個常見問題：

 1.系統(tǒng)無法以期望的速度運行。

2.該系統(tǒng)很難維護，因為開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)可以保護螺釘并顯著降低維護要求。如圖3所示，封閉的螺釘可防止灰塵和碎屑進入，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開始潤滑，而潤滑脂既可以進入滾珠軸承，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)計可確保快速實現(xiàn)全面維護。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€性運動系統(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)的較高速度運行。長行程線性螺桿驅(qū)動系統(tǒng)可提供精確的定位以及快速，安全的操作。在密閉外殼中運行時，它們經(jīng)過了進一步設(shè)計，可確保持續(xù)可靠的使用和最低的維護要求。