برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی در دستگاه‌های صنعتی و CNC از وسیله‌ای مکانیکی به نام بال اسکرو استفاده می‌شود. برای کاهش اصطکاک بال اسکرو جایگزین لیداسکرو شده است که این موضوع یکی از فواید بال اسکرو بوده و موجب جلب توجه مصرف کنندگان شده است.
به علاوه در مواردی که نیاز به دقت بالا باشد این وسیله مکانیکی کاربرد فراوانی دارد. بازدهی بالا، عملکرد بهتر، کاهش اصطکاک و افزایش دقت از مزیت‌های بال اسکرو نسبت به سیستم‌های قبلی است. برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد، ساختار، معایب و مزایا و عوامل موثر در دقت بال اسکرو تا پایان این مقاله از پی اس بولت با ما همراه باشید.
بال اسکرو چگونه عمل می‌کند؟
یک پیچ و یک مهره قسمت‌های تشکیل دهنده بال اسکرو هستند. ساختار پیچ و مهره دارای شیارهای مارپیچی است که در بین آنها گلوله‌های توپی می‌چرخند. پیچ و مهره تنها از طریق این گلوله‌های توپی با یکدیگر تماس دارند. مهره نقش تعیین کننده‌ای در ایجاد حرکت خطی بال اسکرو به عهده دارد. حرکت خطی بال اسکروو حرکت ساچمه‌ها تحت تاثیر شیارهای روی پیچ است. مکانیزم پخش ساچمه در بال اسکرو مانع از به وجود آمدن هر گونه تماسی بین پیچ و مهره می‌شود. به همین خاطر برخلاف پیچ‌های معمولی بال اسکرو دارای ظاهری بزرگ‌تر و ضخیم‌تر است.
سابقه استفاده از بال اسکرو
در گذشته حرکت طولی و عرضی میزها به وسیله پیچ و مهره‌ها انجام می‌شد. خوردگی، لق شدن و ساییدگی مشکلاتی بودند که باعث جایگزین شدن سیستم پیچ و مهره ذوزنقه‌ای و مستطیلی با پیچ و مهره مثلثی شد. هرچند هنوز هم در برخی ازتراش‌های معمولی و دستگاه فرز این پیچ و مهره‌ها کاربرد دارند.
در این سیستم حرکتی مقداری لقی بین پیچ و مهره وجود دارد که به مرور زمان با کارکرد پیچ‌ها و ایجاد مشکل ساییدگی دقت آنها کاهش می‌یابد. لیداسکرو نیز از دیگر وسایلی بود که برای رفع مشکل حرکتی ابداع شد.
سیستم لیداسکرو از دو مهره تشکیل می‌شود که در بین آنها فنری قرار دارد. با تنظیم فنر بین مهره‌ها به وسیله پیچ تنظیم مشکل لقی کاهش پیدا می‌کند. در لیداسکرو بین سطوح لغزش ایجاد می‌شودکه این موضوع یکی از معایب این سیستم است.
برای رفع این مشکل سیستم بال اسکرو که بازده بالایی داشت ابداع شد. سیستم بال اسکرو تحول جدیدی در مکانیزم‌های حرکتی ایجاد کرد. بال اسکرو شباهت زیادی با بلبرینگ‌ها داشت با این تفاوت که در این سیستم حرکتی لغزشی وجود ندارد و حرکت بر اساس یک دور کامل غلتش است.
ساختار بال اسکرو
ظاهر بال اسکرو همانند پیچ و مهره و بلبرینگ است. در صورتی که در سیستم بال اسکروبین سطوح لغزشی وجود ندارد بلکه حرکت بر اساس غلتش کامل ایجاد می‌شود. در سیستم بال اسکروپیچ همان شفت رزوه‌ای و گوی نیز مهره را تشکیل می‌دهد. شیارهای پیچ در واقع مسیر حرکت ساچمه‌ها را ایجاد می‌کنند که در قسمت لغزنده بال اسکرو روی این ساچمه‌ها حرکت می‌کند.
به این ترتیب برای جا به جا کردن وسایل سنگینی که نیاز به جرثقیل داشته باشند با قرار دادن آنها روی بال اسکرو به راحتی و با فشار دو انگشت جا به جا می‌شوند. توجه داشته باشید که بال اسکرو مانند یک گیربکس قوی عمل می‌کند.
یکی از نکات مهم در ساخت دستگاه‌های CNCانتخاب موتور برای این دستگاه‌ها است. توصیه می‌شود که استانداردها و اصول علمی در انتخاب موتور مورد توجه قرار بگیرد. به عنوان نمونه جسم سنگینی که روی محور X قرار دارد چنانچه به وسیله دست نیروی کمی به محور بال اسکرو وارد شود این جسم جا به جا می‌شود و نیازی به موتور پر قدرت نیست و در حقیقت بال اسکرو موجب سهولت کار می‌شود.
در سیستم بال اسکرو ساچمه‌ها بین رزوه‌ها حرکت می‌کنندو پس از یک دور حرکت کامل به محل اولیه خود برمی‌گردند. حرکت ساچمه‌ها در سیستم بال اسکرو به سه شکل متفاوت است.
در حالت اول پس از رسیدن ساچمه به انتهای مهره مجددا توسط لوله‌ای به اول مسیر برگشته و این چرخه تکرار می‌شود. در دو حالت دیگر برگشت به ابتدای مسیر پس از هر گام صورت می‌گیرد و نوع بازگشت ساچمه‌ها نیز متفاوت هستند.
در یکی از حالت‌ها مسیر برگشت ساچمه‌ها داخل مهره قرار گرفته و در حالت دیگر خارج از مهره قرار گرفته است. گوی‌ها به گونه‌ای هستند که امکان چرخش ساچمه‌ها داخل آنها وجود دارد. به طوری که گردش گوی روی شفت ساچمه‌ها در زمان حرکت صورت می‌گیرد. اندازه بزرگ‌تر بال اسکرو نسبت به لیداسکرو به دلیل سیستم برگشت ساچمه‌ها به درون مهره است.
بال اسکرو علاوه بر مقاومت در برابر بارهای فشاری، کارکرد آن همراه با کم‌ترین اصطکاک است. ایجاد تلرانس‌های دقیق توسط بال اسکرو سبب شده است که این وسیله مکانیکی در شرایطی که به دقت بالا نیاز است مورد استفاده قرار می‌گیرد.عملکرد بال اسکرو با کم‌ترین اصطکاک لقی بین ورودی و خروجی را از بین می‌برد.
معرفی گام بال اسکرو
دو رزوه متوالی در پیچ بال اسکرو را در نظر بگیرید فاصله بین دو نقطه مشابه روی این دو رزوه را گام بال اسکرو می‌گویند. این پارامتر روی سرعت و دقت بال اسکرو تاثیر فراوانی دارد. در هر دور حرکت موتور میزان پیشروی مهره به اندازه یک گام است. به عنوان مثال چنانچه میزان یک گام ۵ میلیمتر باشد با هر دور حرکت موتور مهره به اندازه ۵ میلیمتر جا به جا می‌شود. در گام اسکروهای کوچک دقت بیشتری وجود دارد و کنترل آنها نیز آسان‌تر است.
فواید و معایب بال اسکرو
سیستم بال اسکرو در مقایسه با سیستم‌های دیگری که برای حرکت طولی و عرضی میزها مورد استفاده قرار می‌گرفتند فواید و معایبی دارد که در ادامه به آنها می‌پردازیم:
فواید بال اسکرو
- کارآیی بیشتر
- قدرت تحمل بارهای سنگین‌تر
- دقت بیشتر
- وجود اصطکاک کم به دلیل تعبیه ساچمه‌ها بین پیچ و مهره
معایب بال اسکرو
- قیمت بیشتر نسبت به لیداسکرو
- نیاز به سیستم دیگر برای توقف
- نیاز به روغن کاری دوره‌ای
- عدم وجود سیستم قفل خودکار در بال اسکرو
- عدم وجود سیستم دستی برای اپراتور
- ایجاد مشکل در عملکرد کل سیستم با خرابی یک قطعه
- نداشتن عملکرد درست در حالت عمودی
- برای جلوگیری از نفوذ گرد و غبار نیاز به مراقبت زیادی دارد.
عوامل موثر در دقت بال اسکرو چیست؟
عوامل مختلفی در میزان دقت بال اسکرو موثر هستند. مهم‌ترین عامل شیوه ساخت بال اسکرو است. rolledوgrounded دو روش اصلی در ساخت بال اسکرو هستند که شیوه سنگ زنی دقیق‌تر است و به دلیل این که مراحل تولید دشوارتری دارد از قیمت بیشتری هم برخوردار است. نکته مهم دیگری که در دقت بال اسکرو تاثیر دارد کنترل موتور متصل است.
دیگر عوامل موثر بر میزان دقت بال اسکرو قطر، گام، مدل پیچ و مهره هستند. قطر بال اسکرو که همان اندازه بیرونی پیچ بال اسکرو از سر رزوه‌ها را شامل می‌شود در میزان تحمل بار نهایی به وسیله محور تاثیر زیادی دارد. اگر قطر بال اسکرو بزرگ باشد هزینه و وزن سیستم را افزایش می‌دهد.
سخن پایانی
در گذشته حرکت طولی و عرضی میزها و محورها به وسیله پیچ و مهره انجام می‌شد. به دلیل ایجاد لقی و ساییدگی در پیچ و مهره‌های مثلثی، پیچ و مهره مستطیلی و ذوزنقه‌ای جایگزین آن شد.در پیچ و مهره مستطیلی به مرور زمان به دلیل ساییدگی میزان دقت آنها کاهش پیدا کرد.
به این ترتیب لیداسکرو جایگزین سیستم پیچ و مهره‌ای شد. در سیستم لیداسکرو نیز به دلیل لغزش بین سطوح بازدهی کاهش پیدا می‌کرد. در نتیجه سیستم بال اسکرو با راندمان بالا، اصطکاک کم و دقت بالا جایگزین سیستم‌های قبلی شد. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد این وسیله مکانیکی به کارشناسان سایت پی اس بولت مراجعه کنید.