انتقال نیرو با کمترین اصطکاک با بال اسکرو

بال اسکرو (Ball Screw) یک ابزار مکانیکی است که از آن برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی استفاده می‌شود. این وسیله به‌ویژه در ماشین‌آلات CNC و دیگر دستگاه‌های تولید در صنایع کاربرد دارد. این وسیله می‌تواند مقدار کمی از نیروی چرخشی را به یک حرکت پرتابی خطی تبدیل کند و مهم‌ترین مزیت آن در این است که این کار را با کمترین میزان اصطکاک ممکن انجام می‌دهد. در این مطلب از ماناموتور پاسخی کامل به پرسش بال اسکرو چیست خواهیم داد.

نحوه عملکرد بال اسکرو

بال اسکرو از یک شفت (پیچ) و یک مهره تشکیل شده است، که هر کدام دارای شیارهای مارپیچی متناسب هستند. تعدادی گلوله توپی بین این شیارها می‌چرخند و تنها نقطه تماس بین مهره و پیچ را فراهم می‌کنند. با چرخاندن پیچ یا مهره، توپ‌ها توسط منحرف کننده (گیره) به سیستم برگشتی توپ برمی‌گردند، و از طریق سیستم بازگشتی یا لوله به ابتدای شیارها بر خواهند گشت. در این مسیر، گوی‌ها مدام در حال حرکت هستند و با رسیدن به آخر مهره دوباره به اول مسیر برمی‌گردند.

مهره این دستگاه تعیین کننده میزان باری است که می‌توان بر آن سوار کرد، همچنین جنس این مهره باید طوری انتخاب گردد که بیشترین عمر ممکن را داشته باشد. نسبت تعداد شیارهای مهره به تعداد شیارهای پیچ، مشخص کننده سرعت حرکت پیچ یا شفت در طول مهره است. خوردگی هر یک از این شیارها باعث فرسوده شدن مهره و یا شفت خواهد شد.

ساختار داخلی بال اسکرو

آشنایی با ساختار و ویژگی‌های بال اسکرو

بال اسکرو دارای اجزایی چون: پیچ هرز گرد، مهره و ساچمه‌ها است. پیچ در این ابزار در واقع همان شافت دارای رزوه است اما رزوه های آن با پیچ کاملا متفاوت است و حالت مارپیچی دارد. مهره در این ابزار نیز همان گوی است که چرخش ساچمه‌ها را در درون خود ممکن می‌سازد.

مهم‌ترین ویژگی‌ها

بال اسکروها در مواردی استفاده می‌شوند که بخواهیم کمترین میزان اصطکاک داخلی را ایجاد کنیم. پایین بودن اصطکاک باعث می‌شود این ابزار بتواند در برابر بار و فشار زیاد مقاومت کند. این ابزار همچنین در زمانی که به دقت بالایی در حرکت نیاز باشد، که ساخت دستگاه‌ CNC از جمله این موارد است و تلرانس‌هایی بسیار دقیق را ایجاد می‌کند. یک ویژگی دیگر این ابزار نداشتن لقی است. لقی در بسیاری از انواع دنده و چرخ دنده‌‌ها وجود دارد. منظور از لقی همان فاصله جزئی بین ورودی حرکت چرخشی و خروجی حرکت خطی است. شما علاقه مندان عزیز می توانید به مقاله ساخت دستگاه CNC مراجعه نمایید و کاربرد بسیار مهم بال اسکرو را در آن مشاهده نمایید.

انواع بال اسکرو

کاربردهای گوناگون

پیش از اختراع بال اسکروها در صنایع از سیستم پیچ و مهره برای ایجاد حرکت از چرخش به خطی استفاده می‌شد. عیب بزرگ این سیستم در این بود که این سیستم دارای اصطکاک بالایی بود؛ باعث خوردگی و ساییدگی سطوح و رزوه‌ها می‌شد و در نهایت، مکانیزم با لق شدن مواجه می‌شد.

دقت بال اسکروها باعث شده است در صنایع گوناگونی کاربرد داشته باشند. از این ابزار در فرمان برقی خودرو، ماشین‌الات CNC، روبات‌ها و تجهیزات مونتاژ دقیق، تجهیزات تولید نیمه‌هادی‌ها و در صنایع هوایی و موشکی کاربرد دارند.

تفاوت‌های بال اسکرو و لید اسکرو

میله بال اسکرو لید اسکرو

لید اسکرو (Lead Screw) نوع ساده و ابتدایی همان مکانیسمی را استفاده می‌کند که بال اسکروها از آن بهره می‌برند. بنابراین لید اسکرو نیز حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند. تفاوت اساسی بال اسکروها و لید اسکروها در این است که لید اسکروها فاقد ساچمه و سیستم بال‌برینگ یا یاتاقان هستند. به‌همین دلیل لید اسکرو ها معمولا رزوه‌های مارپیچ عمیق‌تری دارند؛ مهره در لید اسکرو از جنس کامپوزیت پلیمری یا برنز ساخته‌ می‌شود و قیمت آن‌ها ارزان‌تر از بال اسکروها است.

مزایا و معایب استفاده از بال اسکرو چیست

مهمترین مزیت بال اسکرو در میزان اصطکاک پایین است. البته این ابزار معایبی هم دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به نیاز به سیستم قفل ترمز، نیاز مدام به گریس‌زنی و روغن‌کاری و نیز قیمت بالاتر آن‌ها نسبت به لید اسکرو اشاره کرد. در ادامه با برخی از مزایای این ابزار مکانیکی آشنا می‌شویم:

  • بهره‌وری بالاتر باعث می‌شود با گشتاوری اندک، حرکتی قابل توجه داشته باشند
  • اصطکاک کمتر در بال اسکروها باعث می‌شود گرمای کمتری تولید کنند
  • طول عمر آن ها بیشتر از ابزارهای مشابه است و کمتر نیاز به تعویض پیدا می‌کنند
  • برای کاربردهای با سرعت و توان کاری بالا مناسب هستند
  • در سیکل‌های پیوسته و طولانی‌مدت مناسب هستند
  • دارای سرعت و دقت بالا هستند و حرکاتی قابل پیش‌بینی و دقیق دارند
  • امکان تحمل بارهای سنگین‌تر را دارند

شاخص گام در بال اسکرو چیست

گام در بال اسکروها نشان دهنده زاویه رزوه‌ها و نرخ تبدیل نیروی دورانی به حرکت خطی است. شاخص‌های متفاوتی وجود دارد که آن ها را از هم متمایز می‌کنند.

میله بال اسکرو

این شاخص‌ها عبارتند از: جنس، قطر، طول و گام. بنابراین پیش از خرید باید بدانید دقیقا این ابزار را برای چه کاربردی نیاز دارید و گام آن باید چگونه و چقدر باشد.