بال اسکرو

معرفی نحوه عملکرد و انواع مدل‌های بال اسکرو

بال اسکرو مانند یک پیچ انتقال قدرت، حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند. این دستگاه از یک شفت رزوه دار و گوی توپی تشکیل شده است. بخش دوم این دستگاه (مهره) روی پیچ سوار می‌شود، که توسط یک سری بلبرینگ پشتیبانی می‌گردد؛ که باعث می‌شود به جای سر خوردن، پیچ انتقال قدرت با یک حرکت چرخشی به جلو و عقب رانده شود. توپ‌ها بین محفظه (مهره) و شفت در حال چرخیدن هستند. در ادامه به طور مفصل درباره عملکرد بال اسکرو و همچنین انواع آن صحبت خواهیم کرد.

نحوه عملکرد بال اسکرو

همانطور که گفته شد، بال اسکرو با حرکت چرخشی شفت را به حرکت در می‌آورد. از آنجایی که هیچ حرکت کشویی و سر خوردنی در این پیچ وجود ندارد، بال اسکرو نسبت به پیچ انتقال قدرت (لید اسکرو) کارایی بیشتری دارد. این اصلی‌ترین مزیت استفاده از بال اسکرو است، و کارایی و بازدهی آن نسبتا ثابت و به طور معمول بیشتر از 90 درصد است. از این دستگاه مکانیکی که برای تبدیل حرکت‌های چرخشی به خطی استفاده می‌شود، بیشتر کاربرد آن در صنعت است. به خصوص در دستگاه‌های CNC و ابزارآلات صنعتی مانند تراشکاری و فرزکاری، استفاده از آن بسیار شایع است. این دستگاه می‌تواند هم در برابر اعمال فشارهای سنگین مقاومت کند، و هم اینکه با کم‌ترین اصطکاک داخلی به حرکت شفت ادامه دهد.

این دستگاه غالبا اولین انتخاب برای کاربردهای حرکت خطی است، زیرا استفاده از بلبرینگ‌های چرخنده باعث افزایش کارایی، ظرفیت بارگذاری و دقت خواهد شد. به طور کلی اگر بخواهیم بگوییم، بال اسکرو ظرفیت بار مساوی یا بیشتری نسبت به لید اسکرو می‌تواند فراهم کند، و در صورت نیاز به باری که بیشتر از حد تحمل لید اسکرو باشد، این دستگاه انتخاب بسیار بهتری است.

یکی از ایرادهایی که در مورد این دستگاه وجود دارد، آن است که به روغن کاری بسیار زیاد نیاز دارند. بال اسکرو باید همیشه روغن کاری شده باشد تا از خوردگی قطعات داخلی آن جلوگیری شود و عمر دستگاه افزاش پیدا کند. با روغن کاری مناسب (نه باید خیلی زیاد باشد، و نه خیلی کم) اصطکاک کاهش پیدا می‌کند و عملکرد بهینه را می‌توان تضمین کرد.

انواع مهره بال اسکرو در صنعت

بال اسکرو در کاربرد‌های صنعتی، از دو مدل مهره برای بازگشت توپ استفاده می‌کنند. برای اولین بار در صنعت، اشتاین مایر که به عنوان تنها شرکتی که هر دو مدل را می‌سازد، این دستگاه را در دو مدل دسته بندی کرد، مدل بازگشت بیرونی و مدل بازگشت داخلی. در زیر درباره هرکدام از آن‌ها توضیح خواهیم داد:

مهره با مدل بازگشت خارجی

در این نوع سیستم بازگشت، توپ‌ها از طریق یک لوله برگشتی که از بالای سطح خارجی مهره بیرون آمده به ابتدای مدار باز می‌گردند. در این مدل، لوله‌ای تعبیه شده تا با ورود توپ به آن، توپ بعدی از اول لوله وارد شیار شود، و به این صورت توپ‌ها جای خود را به بعدی می‌دهند. در این مدل برای افزایش امنیت دستگاه، از یک سری توپ‌های کوچک دیگر استفاده می‌شود، تا در صورت خرابی توپ‌های اصلی، شفت روی آن‌ها بیافتد و به گردش در آید تا از حادثه جلوگیری شود.

مهره با مدل بازگشت داخلی

در این سیستم، بازگشت توپ از طریق دیواره‌ها یا وسط مهره انجام می‌شود، اما در هر دو صورت این سیستم بازگشتی در داخل بدنه مهره است. برگشت داخلی شامل کلیه مدل‌هایی است که توپ از داخل مهره برداشته نمی‌شود، و توپ‌ها به وسیله یک منحرف کننده، یا مهار کننده به پهلو هدایت می‌شوند. همچنین با استفاده از این گیره‌ها می‌توان توپ را به داخل مهره هدایت کرد تا به اول مسیر برگردند.

مثال اول

 بعضی از تولیدکنندگان، دستگاهی با مدارهای تک گردشی دارند که در آن توپ‌ها توسط سیستم برگشت مجبور به بالا رفتن از سطح فوقانی مهره می‌شوند. این مدل به عنوان سیستم برگشتی داخلی از نوع انحراف متقاطع شناخته می‌شود. در این مدل، توپ‌ها فقط یک بار به دور شفت می‌چرخند و مدار توسط یک منحرف کننده توپ (B) در مهره (C) به خارج منتقل می‌شوند، و باعث منتقل شدن توپ‌ها بین شیارهای مجاور هم در نقاط عبور (A) و (D) می‌گردد.

مثال دوم

در سیستم بازگشت توپی که توسط صنایع بارنز استفاده می‌شود، توپ از طریق و یا در امتداد دیواره مهره به سمت دیگر منحرف می‌شود. این عملکرد توسط یک درپوش V شکل انجام می‌گیرد.

مثال سوم

مدل سوم از اسکرول بار داخلی، مدل برگشت مماس است، که این مدل هم توسط صنایع بارنز و هم توسط اشتاین مایر تولید می‌شود. برای کاربردهای سرعت بالا یا بار سنگین، بارنز از یک سیستم بازگشت توپ مماسی استفاده می‌کند. این کار حرکت بسیار سریع در محدوده کوچک مهره را امکان پذیر می‌سازد. این مدل از سیستم‌های برگشت توپ بسیار بادوام است و همچنین در کارهایی که میزان بار وارده خیلی زیاد باشد استفاده می‌شود.

رعایت سرعت بحرانی هنگام استفاده از بال اسکرو

هنگامی که یک بال اسکرو بلند با سرعت زیاد در حال چرخیدن باشد، ممکن است باعث ایجاد لرزش شود. این لرزش‌ها به خاطر استفاده از دستگاه در سرعت بالا ایجاد شده است و به آن سرعت بحرانی می‌گویند، و می‌تواند برای عمر دستگاه مضر باشد. سرعت کار ایمن نباید بیش از 80 درصد سرعت بحرانی پیچ باشد. در صورت زیاد شدن سرعت، ممکن است شفت بشکند و یا بدنه مهره آسیب ببیند، و باعث حوادث ناگوار در محیط‌های صنعتی گردد.

معایب و مزایای استفاده از بال اسکرو

استفاده از بال اسکرو در صنعت نسبت به لید اسکرو در حال افزایش است، اما مزایا و معایب این دستگاه چیست. این دستگاه بسیار شبیه لید اسکرو است. اما فقط بال اسکرو است که در داخل مهره آن توپ قرار دارد. در لید اسکرو مهره حاوی یاتاقان و توپ نیست و به صورت مداوم نمی‌تواند بچرخد. این توپ‌ها برای افزایش بار و کاهش اصطکاک گردش در آن استفاده می‌شود.

مزایای استفاده از بال اسکرو

این دستگاه از راندمان مکانیکی بالایی برخوردار است. آمار نشان می‌دهد که بال اسکرو 90 درصد کارآمدتر از لید اسکروها هستند، و به این معنی است که این دستگاه قادر است 0.9 از انرژی که برای حرکت به آن داده می‌شود را به حرکت چرخشی تبدیل کند. در مقابل آن لید اسکروها دارای بازده مکانیکی متوسط بین 20 الی 25 درصد هستند. بر اساس این اعداد، به راحتی می‌توان گفت که پیچ‌های توپی در مقایسه با لید اسکرو یا پیچ انتقال قدرت، بین سه تا چهار برابر کارآمدتر است.

معایب استفاده از بال اسکرو

تنها عیب واقعی استفاده از این دستگاه، حساسیت آن‌ها برای برگشتن شفت است. از آنجا که این دستگاه به خاطر توپ‌هایی که دارد اصطکاک کمی ایجاد می‌کند، تنها می‌توان در یک زاویه از آن استفاده کرد. در صورت عقب گرد کردن شفت، ممکن است به شفت یا مهره آسیب وارد شود. علاوه بر این بال اسکرو هزینه بالایی دارد، و برای شرکت‌هایی که بودجه محدود دارند، انتخاب این نوع پیچ ممکن است آن‌ها را کمی به فکر بیاندازد. هرچند بازده بالای آن می‌تواند باعث نادیده گرفته شدن این عیب بشود.

نکات خرید بال اسکرو

هنگام انتخاب یک بال اسکرو مناسب، باید به چندین عامل توجه کنید. در زیر مهم‌ترین عوامل برای آشنایی شما ارائه شده است:

1. سرعت چرخش: سرعت چرخش نباید بیش از 3000 دور در دقیقه باشد.
2. سرعت بحرانی: حداکثر سرعت مجاز تمام بال اسکروها، به قطر پیچ، ثابت بودن دستگاه از هر دو طرف، و طول آزاد شفت بستگی دارد.
3. بار کمانش: حداکثر باری که محور می‌تواند تحمل کند بستگی به قطر مهره، ثابت بودن انتهای دستگاه، و طول آزاد شفت بستگی دارد.
4. سرعت متوسط و بار متوسط: باید بر اساس محاسبات انجام شده، مقدار سرعت و بار متوسط را اندازه گرفت، و رعایت کرد.
5. عمر مفید: طول عمر قطعات باید بالا باشد، و از جنس بهتری برای ساخت این دستگاه استفاده شود.

بین مشخصات عمومی و فنی بال اسکروها، آگاهی از دو شاخص گام و قطر در زمان خرید اهمیت بالایی دارند. این مشخصات همچنین باید متناسب با نوع وسیله و کاربرد باشد. به‌طور معمول بر روی این نوع از محصولات اطلاعاتی نوشته می‌شود که راهنمای شما در زمان خرید است. این اطلاعات عبارتند از:

• D: قطر
• Lead: گام بر اساس میلی‌متر
• L: طول
• Ca: مقدار بار نوع دینامیکی بر اساس نیوتون

در حال حاضر بخش قابل توجهی از تولیدات این ابزار مکانیکی ساخت کشور تایوان است و برند هایوین از برندهای مشهور این محصول می‌باشد. همچنین دارای قطرهای مختلفی هستند که از جمله رایج‌ترین آن‌ها می‌توان به قطرهای: 10، 20، 32 و 40 میلی‌متر اشاره کرد.

تهیه بال اسکرو از سایت ماناموتور

استفاده از بال اسکرو در صنعت رو به افزایش است، و بسیاری از شرکت‌ها به خاطر افزایش راندمان، با وجود هزینه بالایی که این دستگاه‌ها دارند اقدام به خرید آن می‌کنند. شما می‌تواند در فروشگاه تجهیزات الکترونیکی مانا موتور درباره انواع نمونه‌های داخلی دستگاه و قیمت آن در مقایسه با نمونه خارجی اطلاعات کسب کنید. فروشگاه اینترنتی مانا موتور، یکی از بزرگ‌ترین سایت‌های تامین کننده قطعات صنعتی و الکتریکی، می‌تواند شما را در همه مراحل خرید یاری کند و در انتخاب بهترین قطعه به شما مشاوره دهد.