組立セルや生産ラインなどの自動化された産業用システムは小さくなってきているため、メーカーはスペースをとらないよりコンパクトなシステムを開発し続けています。 この要求には、より高い信頼性、より低い消費電力、より高いレベルの精度に対する要求が伴います。 ここで、電子システムには重要な役割がありますが、リニアモーションデバイスやアクチュエータなどの機械部品にも重要な役割があります。
従来、従来のボールねじ駆動アセンブリは、生産機械に比較的安価で正確な直線運動を提供していました。 しかし、それらはかさばる傾向があり、設計者はそれらをよりコンパクトなマシン構成に統合しようとすると、しばしば問題を抱えます。 さらに、最新の生産機械には、高速でより高い位置精度を提供するという要件があり、これは、精度とダイナミクスの点で制限のあるボールねじに課題をもたらします。
ボールねじに代わるものはローラーねじであり、これはよりコンパクトであるだけでなく、そのサイズに比べてより大きな負荷に耐えることができ、ボールねじと比較してかなり良い位置精度を達成します。 同時に、ローラースクリューははるかに高い速度と加速度で動作し、優れた出力密度、優れた信頼性、より長い耐用年数を実現します。
ただし、このすべてには代償が伴います。このパフォーマンスを実現するには、サブミクロンの精度まで研削するなど、特殊な加工方法が必要です。 つまり、ローラーネジには、ローラースレッドのバレルプロファイルや各ローラーの端にあるタイミングギアなど、より多くの精密部品が含まれる傾向があり、アセンブリとテストが複雑になり、すべてコストを押し上げることになります。
結局のところ、このコストプレミアムは無視するのが困難です。結局のところ、設計エンジニアはコストを意識するようにプログラムされており、ローラーネジはボールネジよりも桁違いに高価になる可能性があります。
ただし、ボールねじよりもローラーねじの工学的利点を実証できる場合（精度と信頼性を犠牲にできない場合） 、ローラーねじが最適なテクノロジーになります。 実際、ローラーネジの軽量用途の多くでは、高い負荷容量のおかげで、余分な投資が最終的に耐用年数の見返りを得ることになります。
変更を行う
最近の例としては、食品OEMがあります。食品OEMは、SKF SXボールねじからSKFタイプSRC遊星ローラーねじに切り替えて、さまざまな加圧堆積マニホールドに対応しました。 基本的な動的負荷容量が4倍に増加し、交換用のローラーネジを使用すると、1か月強から3年までの計算された寿命延長が見込まれます。
既存のドライブとコントロールを使用して最小限の変更で改造を行い、より長いサイクル時間とより高速な操作を実現し、さらに耐用年数を延長しました。
ローラーねじが提供する利点の組み合わせは説得力があり、そのコストにもかかわらず、プラスチック成形機からマイクロチップ製造まで、幅広い産業用途に指定されています。 このため、より大きな価値とより短いリードタイムを提供するために、主要なサプライヤーは、 お客様の仕様に合わせて製造されたシャフトとともに、最も頻繁に使用される遊星および再循環ローラーねじのサイズ、標準サイズのナットを含む 「 推奨範囲 」を提供しています。
ローラースクリューの並外れた負荷容量は、たとえばSKF のウルトラパワープラネタリーローラースクリューが500kNに近い力を生み出す射出成形機械で有利に使用されます。 これらの機械では、最大200Tのクランプ圧力をかけることができます。 ローラーねじの信頼性と負荷容量は、飛行制御面に必要な作動を提供する航空宇宙用途でも活用されています。
また、優れた位置精度と再現性のおかげで、ローラーねじは、リベットや溶接などの正確で再現可能な直線運動を必要とする操作の自動組立セルでも広く使用されています。 精密な応用のさらなる例は、患者が正確に目標とする放射線量を受けることを保証するためにピンポイントの正確さで配置されなければならない放射線治療ソファの電気機械駆動での使用です。
コンパクトなアクチュエータ形式の適切な電動サーボモーターと組み合わせることで、ローラースクリューベースの電気機械式シリンダーは、シールの破損やオイル汚染などの油圧の問題を伴わずに高い作動力を必要とする用途で、油圧ラムのドロップイン交換としてますます使用されています。 実際、ローラーねじベースの電気機械式アクチュエーターは、以前は油圧または空気圧の使用が関与していた可能性のある用途に進出しつつあります。
精密電気機械式シリンダーは、流体動力の代替品よりも同等のユニットあたりのコストが高くなりますが、電気機械式テクノロジーは、機械の耐用年数にわたって、初期投資の高さを相殺する以上の付加価値を提供します。 電気機械式シリンダーの環境と性能の利点は、ポンプ、アキュムレーター、配管、シールなどを不要にするはるかに単純な機械設計、および大幅なメンテナンスの削減など、すでに他の利点に触れています。
アプリケーションに関しては、ボールねじが対応できない場合にローラーねじが選択される可能性があります。 したがって、ボールねじベースの設計がその速度または負荷範囲の端にあり、必要な精度が不足している場合、短寿命であるか、早期故障に陥る可能性がある場合は 、費用便益分析を行って検討する時間ですローラーねじ。