کاربری برخی از صنایع مهم به‌گونه ای است که نیاز به یک قطعه با قابلیت مقاطع باریک و کم قطر دارد. به این قطعات بال اسکرو گفته می شود که توسط مهندسین و تولید کنندگان قطعات صنعتی طراحی و تولید شده اند. بال اسکرو، سازوکار تبدیل حرکت خطی به چرخشی یا برعکس است که توسط ساچمه (که نقش بلبرینگ را برعهده دارند)، موجب انتقال حرکت با کمترین اصطکاک ممکن می شود. این مکانیزم معمولا در ماشین آلات صنعتی، ابزارهای دقیق و تجهیزات اتوماسیون مورد استفاده قرار می گیرد. برای انتخاب درست قطعات مکانیکی از جمله بال‌اسکرو، بایستی نسبت به انواع آن شناخت لازم را داشته باشید و کاربرد هرکدام از آنها را در صنایع بدانید.
یک وسیله مکانیکی است که برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی در صنعت، به‌ویژه در دستگاه های CNC و ماشین آلات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. اصطکاک پایین بال اسکرو بسیار مورد توجه قرار گرفته و جایگزین مناسبی برای لید اسکرو است. ساختار ظاهری بال اسکرو به پیچ و مهره شباهت دارد.
در مهره بال‌اسکرو، ساچمه ها درون شیارهای موجود در مهره قرار داده شده اند. قرارگیری این شیارها باید مطابق با شیارهای شفت با همان پیچ باشد تا حرکت به درستی ایجاد شود. بال اسکروها هم در برابر اعمال بارهای فشاری مقاوم بوده و هم می توانند با اصطکاک بسیار کمی کار کنند. از آنجایی که این ابزار، تلرانس های دقیق را ایجاد می کند، مناسب موقعیت های با دقت بالا هستند.
بال‌اسکروها از نظر تکنولوژی ساخت دارای چهار دسته هستند:
کاربرد آن برای فضای کوچک یا نیاز به دقت بالا در فضای محدود است. در قطرهای ۳ تا ۱۶ میلی متر تولید می شوند و در کنار دقت بالا، دارای اصطکاک کم هستند. ظرفیت بار نسبتا پایینی دارند. این نوع بال اسکروها در لیزرها، دستگاه های اندازه گیری، نیمه هادی ها، ابزارهای پزشکی، وسایل آزمایشگاهی، میکروالکترونیک و دیگر وسایل کوچک که نیازمند حرکت خطی صاف و دقیق هستند مورد استفاده قرار می گیرند.
این محصولات، با توجه به قیمت میلگرد، ابتدا به‌صورت قطعه ها و ورقه های فلزی توسط نور سرد تشکیل می شوند. در روش رولینگ، پیچ های خام حرارت داده شده، بین غلطک های مخصوص قرار می گیرند و رزوه مورد نظر روی آنها ایجاد می گردد. دقت مکان یابی چند هزارم اینچ در هر گام، طول عمر بالا و قابلیت حرکت روان از مزیت های آن است که برای مصارف با دقت کم و قیمت پایین ساخته می شوند.
در سه مرحله تولید می شوند: ماشین کاری، سخت کاری سطحی و سنگ زنی. انجام این روش، مقاومت بال اسکرو را در برابر درجه حرارت هایی که به‌طور معمول باعث تغییر شکل شده و کارایی آن را کاهش می دهد، بالا می‌برد. ظرفیت بارگذاری این نوع بال اسکرو بیشتر بوده و برای موارد با نیاز به سختی بالا کاربرد دارد.
توسط تکنیک های پیشرفته تولید می شوند و دارای اصطکاک محوری بسیار پایین و دقت بالایی هستند. استفاده از آنها در کاربردهایی است که نیاز به دقت مکان یابی، دقت قرارگیری و تکرارپذیری بالا دارند. در برابر سایش مقاومند و در مواردی که نیاز به دقت در حد میکرون است، مانند تولید نیمه هادی ها و سیستم های هوافضا، کاربرد دارند.
اگر بخواهیم از معایب بال اسکرو صحبت کنیم، می توان به مواردی چون نداشتن مکانیزم خود قفل شوندگی اشاره کرد که ناشی از اصطکاک پایین آنهاست. به این معنا که با ثابت نگه داشتن پیچ یا شفت و شروع به حرکت مهره، می توان حرکت خطی را مشاهده کرد. یعنی با حرکت مهره، چرخش پیچ یا شفت آغاز می شود. البته که مزایای بال‌اسکرو نسبت به معایب آن بیشتر است:
دقت بال اسکروها نسبت به پیچ های معمولی بالاتر بوده و عملکرد آنها در حد میکرومتر است. با توجه به ساختار دقیق و جامد بال اسکرو، امکان انتقال حرکت با دقت بسیار بالا وجود دارد.
بال‌اسکرو مقاوم و محکم بوده و به‌راحتی می تواند بارهای سنگین را تحمل کند. این ویژگی موجب بهبود کارایی و قابلیت اجرای عملیات سنگین و پربار در صنعت CNC می شود.
میزان بهره وری بال اسکرو تقریبا ۹۰ درصد یا بیشتر است، در مقابل لید اسکرو دارای بهره وری معمولا کمتر از ۵۰ درصد است.
بیشترین میزان سرعت لید اسکرو و بال‌اسکرو، توسط سرعت بحرانی پیچ محدود می شود.
بال اسکرو حرکت خطی را به‌صورت دقیق و قابل اعتماد تولید می کند که تکرارپذیری در فرآیندهای تولید CNC را افزایش می دهد. یعنی حرکت ها و موقعیت ها در طول زمان به‌صورت دقیق تکرار می شود.
بال اسکرو موجب حرکت سریع و پرسرعت می شود. این ویژگی در فرآیندهای سریع و زمان‌بر در صنعت CNC اهمیت بسیاری دارد.
طراحی منحصر‌بفرد آن موجب تولید نویز کمتر شده و لرزش کمتری همراه با حرکت خطی تولید می‌کند.
بال اسکروها کاربرد گسترده ای در صنایع مختلف دارند. در هواپیما و موشک ها برای کنترل حرکت سطوح، در ماشین آلات CNC برای حرکت دقیق ابزار در محورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. در رباتیک و اتوماسیون، موقعیت و حرکت به‌صورت دقیق کنترل می شود. به‌علاوه، در پرس های صنعتی، تجهیزات پزشکی و بسیاری از دستگاه های دیگر که در آن تبدیل حرکت دورانی به خطی نیاز است، استفاده می شود.
همچنین در ماشین آلات، ربات ها و تجهیزات مونتاژ نیز کاربرد دارند. این ویژگی برای زمانی اهمیت دارد که از آنها در سیستم های کنترل حرکت کامپیوتری مانند ماشین های CNC و کاربردهای با حرکت بسیار دقیق استفاده می شود. اصطکاک پایین در بال اسکروها موجب افزایش بازده مکانیکی در مقایسه با دیگر ابزارها می شود.
بال اسکروها در سیستم های حرکت خطی، قطعاتی بسیار دقیق و پرکاربرد هستند؛ بنابراین باید قبل از خرید، نکات مهمی را در نظر بگیرید:
قطر این قطعات دارای اندازه های متنوعی بوده و در حدود بازه‌ی ۶ تا ۸۵ میلی متر است. یکی از مهمترین نکات در انتخاب قطر، مقدار وزن مجموعه حرکت داده شده توسط بال اسکرو است. هرچقدر وزن بیشتر باشد، قطر بال اسکرو نیز باید بیشتر باشد.
گام بال‌اسکرو، فاصله یک نقطه روی رزوه تا نقطه متناظر آن در رزوه بعدی را تعیین می کند که یکی از ویژگی های تعیین‌کننده میزان دقت و کنترل حرکت در دستگاه های مختلف است. هرچقدر میزان گام بال اسکرو کمتر باشد، مجموعه دارای کنترل حرکت بیشتری خواهد بود.
تولید انواع بال اسکروها به دو روش رولینگ و سنگ زنی انجام می شود. در روش رولینگ، با حرارت دهی پیچ خام و قرارگیری آن بین غلطک های مخصوص، رزوه مورد نظر روی آن ایجاد می شود. در روش سنگ زنی، شکل گیری رزوه ها طی یک فرآیند سایشی بسیار دقیق است. به همین دلیل، پیچ های تولید شده به روش سنگ زنی، دقت بالاتری در مقایسه با روش رولینگ دارند.
معمولا بال‌اسکروهای آبکاری شده و از جنس فولاد سخت کاری شده تولید می شوند. انتخاب درجه سختی پیچ، با توجه به فشار وارد شده به آن و همچنین شرایط محیط کاری انجام می شود. بال اسکرو با درجه سختی بالا، برای کاربردهای سنگین استفاده می شود تا تغییر شکل و تاب خوردگی در پیچ ایجاد نشود.
مهره بال اسکرو بسیار متنوع بوده و هرکدام برای کاربرد مشخصی طراحی شده اند. با توجه به قیمت آهن هریک از این مهره ها می توانند قیمت های متنوعی داشته باشند.
جمع بندی
در این مقاله به بررسی بال اسکرو، انواع آن و مزایا و معایب پرداختیم. انواع مختلف بال اسکرو برای سیستم های طراحی شده کاربرد دارند و دارای مزایا و معایبی هستند. بال اسکرو یکی از تکنولوژی های پیشرفته مکانیکی به شمار می رود و در آینده شاهد بهبود و افزایش قابلیت ها و عملکرد آن خواهیم بود. در نتیجه می توان گفت که بال اسکرو یک راه حل پیشرو برای تبدیل حرکت و انتقال نیرو در صنایع مختلف است.
سوالات متداول
یک وسیله مکانیکی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند.
تکرارپذیری، سرعت بالا و صدای کم
اگر سازوکار و هماهنگی مشابهی داشته باشند، در موارد ضروری می‌توان استفاده کرد.
مرکزآهن، مرجعی تخصصی و به روز برای کسب دانش و اطلاع از آخرین تحولات بازار آهن و فولاد است. با وبلاگ جامع ما، همیشه از آخرین اخبار و اطلاعات این صنعت آگاه باشید.