Elektromechanische actuatoren zijn er in vele varianten, met gemeenschappelijke aandrijfmechanismenloodschroeven, kogelomloopspindels en rolschroeven. Wanneer een ontwerper of gebruiker wil overstappen van hydrauliek of pneumatiek naar elektromechanische beweging, zijn rolschroefactuators meestal de beste keuze. Ze bieden vergelijkbare prestatiekenmerken als hydrauliek (hoge kracht) en pneumatiek (hoge snelheid), in een minder complex systeem.
A rolschroefvervangt recirculatiekogels door draadrollen. De moer heeft een binnendraad passend bij de schroefdraad. De rollen zijn gerangschikt in a planetaire configuratie en beide draaien om hun as en draaien rond de moer. De uiteinden van de rollen zijn getand om in elkaar te passen met tandwielringen aan elk uiteinde van de moer, waardoor ervoor wordt gezorgd dat de rollen perfect uitgelijnd blijven, parallel aan de as van de schroef en noot.
Een rolschroef is een soort schroefaandrijving die de recirculerende kogels vervangt door rollen met schroefdraad. De uiteinden van de rollen zijn zo getand dat ze in elkaar passen met tandwielringen aan elk uiteinde van de moer. De rollen draaien allebei om hun as en draaien rond de moer, in een planetaire configuratie. (Dit is de reden waarom rolschroeven ook wel planetaire rolschroeven worden genoemd.)
De geometrie van een rolschroef biedt aanzienlijk meer contactpunten dan mogelijk is met eenkogelomloopspindel. Dit betekent dat rolschroeven doorgaans een hoger dynamisch draagvermogen en een hogere stijfheid hebben dan kogelomloopspindels van vergelijkbare grootte. En de fijne schroefdraden (pitch) zorgen voor een hoger mechanisch voordeel, wat betekent dat er minder ingangskoppel nodig is voor een bepaalde belasting.
Het belangrijkste ontwerpvoordeel van rolschroeven (onder) ten opzichte van kogelomloopspindels (boven) is de mogelijkheid om meer contactpunten in dezelfde ruimte te bevatten.
Omdat hun lastdragende rollen geen contact met elkaar maken, kunnen rolschroeven doorgaans met hogere snelheden bewegen dan kogelomloopspindels, die te maken hebben met de krachten en warmte die worden gegenereerd door de kogels die met elkaar botsen en met de recirculatie-eindkappen.
Omgekeerde rolschroeven
Het omgekeerde ontwerp werkt volgens hetzelfde principe als een standaard rolschroef, maar de moer is in wezen binnenstebuiten gedraaid. Vandaar de term ‘omgekeerde rolschroef’. Dit betekent dat de rollen rond de schroef draaien (in plaats van de moer), en dat de schroef alleen van schroefdraad is voorzien in het gebied waar de rollen ronddraaien. De moer wordt daarom het lengtebepalende mechanisme en is dus doorgaans veel langer dan de moer op een standaard rolschroef. Voor de duwstang kan zowel de schroef als de moer worden gebruikt, maar de meeste actuatortoepassingen gebruiken de schroef voor dit doel.
Het vervaardigen van een omgekeerde rolschroef brengt de uitdaging met zich mee om zeer nauwkeurige interne schroefdraden voor de moer over een relatief lange lengte te creëren, wat betekent dat een combinatie van bewerkingsmethoden wordt gebruikt. Het resultaat is dat de schroefdraden zachter zijn en daarom zijn de belastingswaarden van omgekeerde rolschroeven lager dan die van standaard rolschroeven. Maar omgekeerde schroeven hebben het voordeel dat ze veel compacter zijn.
Posttijd: 27 oktober 2023
