مقدمه

توپ پیچیک فناوری حرکت خطی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند. این به طور گسترده ای در ماشین آلاتی استفاده می شود که به دقت موقعیت یابی بالا و ظرفیت بار بالا نیاز دارند.

قبل از دنبال کردن روش‌های{0}}گام به{{1} گام به گام برای انتخاب یک بال‌اسکرو، بهتر است ابتدا برخی از اطلاعات اساسی را درک کنید. این کار هر مرحله از فرآیند انتخاب را بسیار آسان تر می کند.

بال اسکروها صرفاً ترکیبی از اندازه و مدل نیستند. عواملی مانند سرب بال اسکرو، پیش بارگیری بال اسکرو، ظرفیت بارگذاری و روش های ساخت همگی بر عملکرد نهایی تأثیر می گذارند. بدون درک این مفاهیم اساسی، فرآیند انتخاب می‌تواند به‌راحتی به تطابق مکانیکی پارامترها تبدیل شود تا یک تصمیم خوب{2}}.

هنگامی که این اصول به وضوح درک می شوند، انتخاب یک بال اسکرو یک محاسبه پیچیده نیست، بلکه به یک فرآیند تصمیم گیری منطقی و مطمئن تر- تبدیل می شود.

ساختار، انواع و پارامترهای اساسی بال اسکرو

یک بال اسکرو شامل یک شفت ثابت و یک مهره توپی است که روی آن نصب شده است. پیچ را می توان توسط یک موتور، چرخ دنده، قرقره یا یک چرخ دستی به حرکت درآورد. اکثر بال اسکروها از فولاد ساخته شده اند و معمولاً با استفاده از دو روش اصلی تولید می شوند.

پیچ های توپی با نخ نورد شدهپرکاربردترین نوع هستند. آنها با فشار دادن یک محور خالی گرم نشده در قالب تولید می شوند و رشته های مورد نیاز را از طریق فرآیند تغییر شکل تشکیل می دهند.

پیچ های توپ دقیقبا حذف مواد برای ایجاد نمایه نخ تولید می شوند.

ground-vs-rolled-ball-screw-comparison — اسکرو توپ دقیق زمینی و پیچ توپی با نخ رول شده

مزایای استفاده از پیچ های توپ نورد شده:

این ماده به جای برش فشرده می شود و در نتیجه نخ های بادوام تری ایجاد می شود
عملیات حرارتی پس از نورد باعث بهبود استحکام مواد می شود
تولید سریعتر منجر به کاهش هزینه می شود

مزایای استفاده از پیچ زمینی دقیق:

عملیات حرارتی قبل از آسیاب انجام می شود
سطوح رزوه صاف تر اصطکاک بین پیچ و مهره توپ را کاهش می دهد
دقت بالاتر

هر دو نوع را می توان در طول های مختلف، قطر بال اسکرو، ظرفیت بارگذاری و تحمل ها تولید کرد و می توان با رزوه های -دست چپ یا راست- تولید کرد.

انتهای بال اسکرو به انتهای ماشینکاری شده پیچ اشاره دارد که برای اتصال واحدهای درایو یا یاتاقان های پشتیبانی استفاده می شود. گزینه های ماشینکاری انتهای بال اسکرو بسته به نیازهای کاربرد متفاوت است.

هنگام سفارش توپ اسکرو، پارامترهای کلیدی زیر باید ارائه شوند:

قطر بال اسکرو (d)
سرب بال اسکرو (I)
قطر توپ (D)

اینها معمولاً به صورت: d × I × D بیان می شوند

به عنوان مثال: 12 × 10R × 2
این به معنای قطر بال‌پیچ 12 میلی‌متر، سیم پیچ دستی 10 میلی‌متر در هر دور و قطر توپی 2 میلی‌متر است.

عوامل کلیدی موثر بر عملکرد و انتخاب بال اسکرو

مهره ساچمه ای به عنوان جزء متحرک هنگام چرخش بال اسکرو عمل می کند و باری را که نیاز به حرکت خطی دارد حمل می کند. در داخل مهره توپ، توپ ها با پیچ تماس می گیرند و یک رابط تقریباً بدون اصطکاک را تشکیل می دهند. سیستم گردش مجدد توپ ها را از انتهای مهره توپی به جلو باز می گرداند و یک حلقه پیوسته ایجاد می کند. از آنجایی که توپ ها بین مهره ساچمه ای و پیچ قرار دارند، مهره ساچمه ای را نمی توان جدا کرد و از قبل در کارخانه مونتاژ می شود.

یاطاقان توپ رانش زاویه ای تماس

یاتاقان‌های توپ رانش زاویه‌ای یاتاقان‌های ویژه‌ای هستند که برای تحمل بارهای محوری بالا طراحی شده‌اند و معمولاً در انتهای ثابت بال‌اسکرو استفاده می‌شوند.

عکس العمل

Backlash به فاصله کوچک بین توپ ها و مهره توپ یا بین توپ ها و پیچ توپ اشاره دارد که امکان حرکت آزاد جزئی را فراهم می کند. یک بال اسکرو را می توان با پیش بارگیری بال اسکرو عرضه کرد که به طور قابل توجهی واکنش برگشتی را کاهش می دهد.

واحدهای پشتیبانی بال اسکرو

واحدهای پشتیبانی بال اسکرو(همچنین به عنوان واحد محفظه یاتاقان شناخته می شود) در انتهای بال اسکرو نصب می شوند و حاوی یاتاقان هایی هستند که امکان چرخش صاف را فراهم می کنند. پس از نصب، آنها ثابت می مانند. این واحدها در فولاد یا آلومینیوم و در اندازه های مختلف موجود می باشند. پشتیبانی انتهای ثابت استحکام بالاتری ارائه می‌کند و برای سمت درایو ایده‌آل است، در حالی که پشتیبانی انتهایی شناور در سمت غیر رانده استفاده می‌شود.

دو نوع بلبرینگ رایج در سیستم‌های ساپورت بال اسکرو استفاده می‌شود:

بلبرینگ‌های رانش زاویه‌ای تماسی برای کاربردهای ثابت-
بلبرینگ های شیار عمیق برای کاربردهای شناور{0}}

مهره های قفلی برای محکم کردن مجموعه بلبرینگ در واحد پشتیبانی استفاده می شود.

دقت موقعیت یابی

دقت موقعیت یابی به عنوان تفاوت بین حرکت واقعی مهره ساچمه ای و سفر نظری محاسبه شده با ضرب سرب بال اسکرو در تعداد چرخش پیچ تعریف می شود.

پیش بارگیری بال اسکرو

پیش بار بال اسکرو برای کاهش عکس العمل اعمال می شود. درجات مختلف پیش بارگیری (P0، P1، P2، P3، P4) در دسترس هستند و برخی از مهره های توپی امکان تنظیم پیش بارگیری بال اسکرو را فراهم می کنند.

مهره را متوقف کنید

یک مهره ایمنی (مهره توقف) به مهره توپ متصل است. در کاربردهای عمودی، اگر چرخش ساچمه ای متوقف شود، توپ ها به نگه داشتن مهره ساچمه ای در موقعیت خود کمک می کنند. در صورت خرابی، مهره توقف با رزوه پیچ درگیر می شود تا از افتادن مهره توپ جلوگیری کند.

واحد روغن کاری

یک واحد روانکاری نصب شده روی مهره توپی، روانکاری مداوم را فراهم می کند و عمر مفید را افزایش می دهد. با این سیستم، ممکن است تا پنج سال یا 300 میلیون دور به روغن کاری نیاز نباشد.

رتبه بندی بار پویا

رتبه بار دینامیکی به بار محوری اشاره دارد که تحت آن 90 درصد مجموعه های بال اسکرو می توانند بیش از یک میلیون دور کار کنند.

رتبه بندی بار استاتیک

رتبه بار استاتیک، بار محوری است که باعث تغییر شکل دائمی توپ ها می شود که به صورت 0.0001 برابر قطر توپ تعریف می شود.

نوع ماشینکاری انتهای بال اسکرو

شکل انتهای بال اسکرو نوع ماشینکاری انتهای بال اسکرو را مشخص می کند. انتهای چپ و راست می‌تواند پیکربندی‌های متفاوتی داشته باشد، از جمله کلیدها، آچار تخت، سوراخ‌های مرکزی، سوکت‌های شش گوش یا رزوه‌های داخلی.

Ball-screw-shaft-end-machining-options — نوع ماشینکاری انتهای بال اسکرو

سختی

صلبیت نشان می دهد که یک بال اسکرو تا چه اندازه در برابر تغییر شکل الاستیک تحت بار مقاومت می کند.

کمانش

کمانش زمانی اتفاق می افتد که نیروهای محوری فشاری باعث خم شدن محور پیچ شوند. این تحت تأثیر شتاب، اصطکاک، وزن و نیروهای فرآیندی است که بر روی بال اسکرو تأثیر می گذارد.

نتیجه گیری

به طور خلاصه، انتخاب یک بال اسکرو صرفاً به تطابق ابعاد نیست. این یک تصمیم سیستماتیک مبتنی بر درک روشنی از ساختار، پارامترهای عملکرد و الزامات برنامه است.

تنها پس از درک کامل این مفاهیم کلیدی می توانید انواع مختلف بال اسکروها را به دقت ارزیابی کرده و مناسب ترین راه حل را برای تجهیزات خود انتخاب کنید.

اگر قبلاً درک کاملی از این اصول دارید، گام بعدی این است که بر اساس شرایط کاری خاص خود، محاسبات دقیق انتخاب بال اسکرو را انجام دهید. برای پروژه های سفارشی، ارائه پارامترها یا نقشه های دقیق به دستیابی به پشتیبانی انتخاب دقیق تر و کارآمدتر کمک می کند.