Rack ve Pinyon ve Kullanım Avantajları
Doğrusal bir hareket sistemi yüksek doğruluk ve yüksek itme kuvvetleri veya bunların herhangi bir kombinasyonu gerektirdiğinde, tasarımcılar üç tahrik seçeneğinden birine yönelirler. Bunlar kayış-kasnak, vidalı mil veya kremayer ve pinyondur. Bu teknolojilerle ilgili genel düşünce genellikle şu çizgidedir:
- Kayışlar yüksek hızlar için mükemmeldir, ancak sınırlı itme kuvveti yeteneklerine ve daha düşük sertliğe sahiptir.
- Vidalı miller, yüksek itme kuvvetleri ve konumlandırma doğruluğu için mükemmeldir, ancak hareket ve hız sınırlıdır.
- Rack ve pinyon sistemleri, yüksek dinamikler, yüksek itme kuvvetleri ve yüksek konumlandırma doğruluğu için mükemmeldir, ancak eski bir teknolojidir.
Makine üreticilerinin kremayer ve pinyon tahriklerini seçmesinin nedenlerinden biri, son derece uzun strok uzunlukları sağlama yetenekleridir. Aslında, dişli kayış tahrikini düzgün bir şekilde gerdirmenin zorlaştığı uzun hareket gerektiren uygulamalar için kremayer ve pinyonlar genellikle tercih edilen tahrik seçeneğidir. Rack ve pinyon tahrikleri ise, kremayerin modülünde boyutunda bir artış veya daha büyük bir pinyon gerektirmeden, rack bölümlerinin uçtan uca monte edilmesiyle neredeyse sınırsız uzunluklarda yapılabilir.
Dahası, hem kayış hem de vidalı miller için strok uzunluğu arttıkça yükün kontrol etmesi gereken atalet de artar. Uzun strok uzunluklarında bu atalet önemli olabilir. Kayış tahrikleri için bunun nedeni, kayışın esasen dairesel olması ve dolayısıyla uzunluğunun (ve dolayısıyla kütlesinin ve ataletinin) strok uzunluğu arttıkça artmasıdır. Bilyalı vidalar içinse, daha uzun strok uzunlukları tipik olarak vidanın hem uzunluğunun hem de çapının artacağı anlamına gelir. Bu da kütle ve atalette önemli bir artışa neden olur. Hareket ettirilen yükün ataleti ne kadar yüksek olursa, dinamik hareketler elde etmek o kadar zor olacaktır.
Öte yandan, kremayer ve pinyon sistemlerinin temel güçlü yönlerinden biri, hareket eden ataletlerinin uzunlukla artmaması, bu nedenle hareket uzunluğundan bağımsız olarak yüksek hız ve oldukça dinamik hareketler elde edebilmeleridir.
Rack ve pinyon sistemleri – ön yüklü veya yüksüz – doğal olarak kayışlardan daha iyi sertliğe sahiptir. Kayış tahriklerinden farklı olarak, kremayer ve pinyon sisteminin sertliği zamanla değişmez, bu nedenle performans sistemin ömrü boyunca istikrarlı ve tahmin edilebilirdir. Bir kremayer ve pinyon sisteminde, çift pinyon veya ayrık pinyon tasarımı kullanılarak ön yük elde edilebilir. Çift pinyonlu tasarımda, bir pinyon sistemi tahrik eder ve diğeri, motor kontrolörü tarafından belirlenen ön yük miktarı ile önceden yüklenir. Bölünmüş pinyon tasarımında, aynı kremayer üzerinde karşılıklı diş kenarlarına sahip iki pinyon yarımı birbirine geçer. Bir pinyon yarısı tahrik edilirken diğeri eksenel bir yay ile önceden yüklenir.
Modern kremayer ve pinyon sistemleri, onlarca yıl önceki muadillerinden farklı olarak, hassas sertleştirme ve taşlama yoluyla yüksek dişli kalitesi, doğruluk ve güç üreten ileri teknolojilerle üretilmektedir. Bu, onları en kritik otomasyon ve işleme uygulamaları için uygun hale getirir. Bu nedenle kremayer ve dişli sistemler bugün otomotivden, endüstriyel robot sistemlerine hareket kontrol sistemleri için üstün bir çözümdür.