بال اسكرو (ball screw) چيست؟بال اسکرو ball screw يك وسیله ای مکانیکی كه برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی در صنعت به ويژه در دستگاه هاي CNC و ماشين آلات صنعتي به كار مي رود. بال اسکروها که وظیفهی انتقال نیروها و حرکت اشیاء را بر عهده دارند، نیروهای چرخشی کوچک را به نیروهای فشاری (پرتابی) تبدیل میکنند.
زمانی که یک مهره در حول محورش چرخانده میشود ، در جهت محوریاش حرکت میکند زیرا شیارهای پیچ، مسیر مارپیچی (حلزونی) شکل را بهطور پیوسته و مداوم طی میکنند.
ویژگی مهم بال اسکروها بازده مکانیکی بالا در عین اصطکاک کم در مقایسه با سایر ابزارهای مشابه است.به عنوان مثال: قدرت بازدهی بال اسکرو در مقایسه با بازدهای یک لید اسکرو (پیچ انتقال قدرت ساده) با ابعاد و اندازههای مشابه، نسبت بازدهی 90 درصدی در مقابل بازدهی 50 درصدی میباشد.
نوردکاری شافت بال اسکرو ، ممکن است ارزان، پربازده، کم دقت و محصول نهایی از آن، از نظر مکانیکی بسیار مناسب و مقرون به صرفه، ساخته شده باشد.
مزایای بال اسکرو را میتوان اینگونه بیان کردکه:
از مزیت های بال اسكرو (ball screw) این است که قادر به تحمل بار های سنگین است و در حمل بار های سبک کارایی ندارد. با استفاده از بالسکرو میتوان انواع دستگاه های بزرگ و سنگین را مجاب به انجام حرکت خطی در یک مسیر رفت و برگشتی کرد.
مورد دیگر اینکه بالسکرو ها به دلیل اصکاک بسیار کمی که دارند ، دقت بسیار زیادی در حمل بار های مختلف از خود نشان میدهند.
از دیگر مزایای بالسکرو میتوان به عمر مفید بالای این قطعه در مقایسه با لید اسکرو اشاره کرد.
این عمر مفید بالا به دلیل اصطکاک کم و در نتیجه تولید گرمای بسیار کم بین پیچ و مهره میباشد.
همچنین به حرکت در آمدن بالسکرو ها نیاز به انرژی بسیار کمی دارد که همین امر موجب کاهش هزینه ها هنگام استفاده از بالسکرو میشود.
برای کسب بازدهی بیشتر از بالسکرو ها و همچنین افزایش طول عمر مفید آن ها حتما باید بال اسکرو ها را به طور منظم روغن کاری کرد و همچنین از تجمع گرد و غبار روی آن ها جلوگیری کرد.
همچنین به دلیل اصکاک بسیار کم بین پیچ و مهره در این قطعه ، بهتر است از موتور های با سرعت گردش ثابت برای به حرکت در آوردن آن ها استفاده کرد و نه یک اپراتور.
ساختار ظاهری بال اسکرو شبیه یک مجموعه پیچ و مهره است که گوی به عنوان مهره و شفت رزوه شده به عنوان پیچ عمل می کند.
معایب بال اسكرو (ball screw) عبارتند از:
- نسبت به لید اسکرو از نظر قیمت و هزینه بسیار بالاتر میباشد.
- برای ترمز به یک سیستم جداگانه به منظور توقف نیاز است.
- نیاز به روغنکاری مداوم و منظم برای حفظ دقت بالا و روانسازی دارد.
- بال اسکروها دارای مکانیزم قفل خودکار نیستند.
- بال اسکروها سیستم دستی برای اپراتور یا مکانیک ندارند.
- خرابی یکی از قطعات بال اسکرو در عملکرد کلی سیستم خلل ایجاد میکند.
- عدم کارکرد مناسب در حالت عمودی دارند.
- محافظت در برابر ذرات گرد و غبار نیاز شدید دارند.
اجزای تشکیل دهنده بال اسکرو :
در حالت کلی ساختار بال اسکرو شامل دو سیستم زیر می باشد:
- مهره Ball Nut
- پیچ Screw
مهره بال اسكرو ball nut
مهم ترين قسمت مهره بال اسكرو ball nut بال اسكرو مي باشد.بال اسكرو ها از نظر مهره به دو دسته بال اسكرو با مهره هاي يك پارچه و بال اسكرو با مهره هاي دو تكه تقسيم بندي مي شوند.
در تمام مهره هاي بال اسكرو چندين شيار براي تماس ساچمه ها با پيچ يا شفت كه باعث درگيري پيچ و مهره با هم مي شود،وجود دارد.
بدين صورت فضاي خالي بين پيچ و مهره با ساچمه ها پر مي شود. نكته مهم در اين شيار ها وجود قسمت هايي براي استراحت و سيستم بازگشت ساچمه ها، كه ساچمه ها با يك دور چرخش به دور پيچ، در آنجا براي چند لحظه توقف مي كنند تا حرارت تا حرارت خود را از دست داده و دچار تنش حرارتي نشود. اين سيستم مي توانند درون و يا بيرون مهره بال اسكرو طراحي شوند. بال اسكرو از نظر نحوه مهار، به دو گروه بال اسكرو هاي يك سر مهار يا دو سر مهار تقسيم بندي مي شوند.
کاربرد بال اسكرو
در هواپیما و موشک بال اسكرو ها برای كنترل حركت سطوح، و به ویژه در پرواز الکتریکی با سیم و فرمان خودرو برای انتقال حرکت چرخشی از یک موتور الکتریکی به حرکت محوری رینگ فرمان استفاده می شوند. همچنین از آنها در ماشین آلات، روبات ها و تجهیزات مونتاژ با دقت بالا استفاده می شود. این ویژگی زمانی لازم است که از آنها در سیستم های کنترل حرکت کامپیوتری نظیر ماشین ابزار CNC و کاربردهای حرکت بسیار دقیق (مانند wire bonding) استفاده می شود.
اصطکاک کم در بال اسکروها بازده مکانیکی بالایی را در مقایسه با دیگر ابزارها فراهم میکند. یک نمونه بال اسکرو در مقابل بازده 50 درصدی یک لید اسکرو (پیچ انتقال قدرت ساده) با همان ابعاد، می تواند 90 درصد بازدهی داشته باشد.
شفت بال اسکرو ممکن است از طریق نوردکاری که پر بازده، کم دقت، ارزان و محصول حاصل از آن از دیدگاه مکانیکی مقرون به صرفه است، ساخته شده باشد. بال اسکروهای نوردکاری شده دارای دقت چند هزارم اینچ در یک فوت هستند.
مشخصات بال اسكرو
جنس پيچ بال اسكرو از فلزات مقاوم تهيه مي شود تا در برابر سایش مقاوم باشد.
براي شناخت مشخصات فني بال اسكرو بايد به مدل و مد شناسايي آن توجه شود. از جمله اين مشخصات مي توان به قطر بال اسكرو، سختي، مقدار بار پايه ديناميكي و استاتيكي، تعداد دوران، دقت و سرعت حركت خطي اشاره كرد.
هدف از استفاده از بالسکرو
تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی است؛ همین امر نشان دهنده دلیل استفاده فراوان از بال اسکرو در صنایع مختلف است زیرا حرکت رفت و برگشتی حرکتی است که در ماشین آلات مختلف به وفور مشاهده میشود.
یک پیچ و مهره را در نظر بگیرید. مهره حول محور پیچ میچرخد. در بال اسکرو شفت حکم پیچ را دارد که مهره حول آن حرکت میکند.
یکی از معایب حرکت همیشگی مهره حول محور پیچ این است که به مرور زمان و در اثر چرخش مهره به دور پیچ، سایش ایجاد شده بین آن ها موجب خوردگی مهره میشود و به این ترتیب پس از گذشت مدت زمانی جهت حرکت مهره از جهت تعیین شده اولیه فاصله میگیرد.
برای جبران این ویژگی منفی، ساختار بالسکرو به این صورت طراحی شده که پیچ و مهره تماس مستقیمی با یکدیگر ندارند.بین این دو تعداد زیادی ساچمه های ریز وجود دارد که حرکت مهره حول پیچ را تسهیل میکند.وجود این ساچمه ها اصطکاک بین پیچ و مهره را تا حد بسیار زیادی کاهش میدهد و از این طریق به افزایش طول عمر بالسکرو و بازدهی مورد انتظار از آن کمک میکند.
براي خريد بال اسكرو مناسب مي توانيد با شماره تماس هاي موجود در سايت دکتر سی ان سی تماس حاصل فرماييد.
