اخبار

بال اسکرو چیست؟ کاربردهای بال اسکرو + مزایا و معایب آن

بال اسکرو چیست

یکی از وسایل مکانیکی‌ای که با کمترین میزان اصطحکاک ممکن، حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند، بال اسکرو می باشد. 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 به‌ طور پیوسته و مداوم طی می‌کنند.

بال اسکرو (Ball-Screw) چیست؟

یکی از وسایل مکانیکی‌ای که با کمترین میزان اصطکاک ممکن، حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند، بال اسکرو می باشد. 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.

انواع بال اسکرو

در حالت کلی ساختار بال اسکرو شامل دو سیستم زیر می شود:

  • مهره Ball Nut

  • پیچ Screw

از لحاظ ظاهری، بال اسکرو ساختاری مشابه به یک مجموعه‌ای از پیچ و مهره‌ها دارد. شافت رزوه شده آن به‌ عنوان پیچ، و گوی آن به عنوان مهره عمل می‌کند. فراهم ساختن مسیر حرکت ساچمه‌هایی را که در قسمت لغزنده بال اسکرو (مهره‌ها) به حرکت در‌ می‌آیند بر عهده‌ی شفت رزوه‌دار مارپیچی می‌باشد.

ساختار گوی در بال اسکرو به شیوه‌ای است که چرخش ساچمه‌ها را در داخل خود ممکن می‌سازد. به طوری که در مدت زمان حرکت گوی بر روی شفت، در داخل گوی، ساچمه‌ها به گردش در‌ می‌آیند. بال اسکرو از یک پیچ هرز گرد، تعدادی ساچمه‌ و مهره تشکیل شده است که ساچمه‌ها باعث عدم ایجاد هرگونه تماس بین پیچ و مهره‌ها می‌شود.

ساختار بال اسکرو

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های اساسی بال اسکرو این است که علاوه بر کارکرد در کمترین میزان اصطکاک داخلی، می‌تواند در برابر اعمال فشار مقاومت کند. بدون آنکه بر میزان اصطکاک آن تاثیری داشته باشد. در موقعیت‌هایی که میزان دقت بالا بسیار ضروری است، بال اسکرو موجب ایجاد تلرانس‌هایی بسیار دقیق می‌شود که از این رو استفاده از بال اسکرو بسیار مناسب است.

بال اسکروها علاوه بر اینکه موجب کاهش اصطکاک می‌شوند، این قابلیت را دارا هستند که با مقداری پیش‌بار کار کنند که موجب از بین رفتن و حذف لقی بین ورودی (چرخش) و خروجی (حرکت خطی) می‌شود. ویژگی ذکر شده در بالا زمانی ضرورت پیدا کرده و لازم می‌شود که از بال اسکروها در سیستم‌های کنترل حرکت کامپیوتری مانند کاربرد‌های حرکت‌های بسیار دقیق (مانند: Wire Bonding)، ماشین ابزار CNC و دیگر صنایع استفاده شود.

 

 

برای خرید اینورتر با بهترین قیمت و کیفیت کلیک کنید.

ویژگی‌های Ball-Screw

ویژگی مهم بال اسکروها بازده مکانیکی بالا در عین اصطحکاک کم در مقایسه با سایر ابزارهای مشابه است.

به عنوان مثال، قدرت بازدهی بال اسکرو در مقایسه با بازدهی 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.

نیروی اصطکاک موضوع بسیار مهمی می‌باشد که برای درک بهتر، آن را با ذکر یک مثال شرح می‌دهیم:

زمانی که شما خواستار حرکت یک جعبه بر روی زمین هستید، این جعبه باید تا حد مشخص و معینی به آن نیرو وارد شود. این جعبه با نیروی کم و ضعیف هیچ‌گاه حرکت نمی‌کند، برای حرکت، شما باید به آن نیرو و فشار وارد کنید. بدین صورت، رفته رفته مقدار نیروی وارده به جعبه را افزایش دهید تا زمانی که جعبه به حرکت در آید.

به مقدار نیروی مشخصی که جعبه از نیروی صفر تا زمان حرکت به آن وارد می‌شود‌، نیروی اصطکاک داینامیک (Dynamic) گفته می‌شود. زمانی که جعبه بر روی زمین است، مابین تفاوت نیروی داینامیک و نیروی استاتیک بسیار زیاد است و هرچه مقدار وزن جعبه بیشتر باشد، طبیعتاً تفاوت این مقدار ما بین این دو نیرو نیز بیشتر می‌شود، به این حالت Sliding Contact Screw می‌گویند.

اما اگر برای حرکت جعبه از چند ساچمه استفاده نمایید و ساچمه‌ها را زیر جعبه قرار دهید، نیروی بسیار کمتری برای به حرکت در آوردن جعبه استفاده می‌کنید. قاعدتاً تفاوت نیروی داینامیک و نیروی استاتیک بسیار کم می‌شود، که به این حالت Rolling Contact Screw می‌گویند. دقیقاً بال اسکروها نیز همین حالت را دارا هستند.

مزایا و معایب بال اسکرو (Ball-Screw)

بال اسکروها نیز مانند هر قطعه‌ی صنعتی دیگری یک سری مزایا و معایب دارند آن‌ها خواهیم پرداخت.

مزایای ball-screw عبارتند از:

  1. عملکرد و کارایی بهتر
  2. تحمل بارهای سنگین‌تر
  3. دقت بالاتر
  4. اصطکاک کم به دلیل قرار گرفتن ساچمه‌ها در بین پیچ و مهره

1. عملکرد و کارایی بهتر

عناصر نورد، تماس نقطه‌ای نسبت به تماس خطی اصطکاک کمتری تولید می‌کند که موجب ایجاد راندمان بالاتر می‌شود.

علت: در لید اسکرو عناصر به اصطلاح کشویی همانند پیچ و مهره، به تماس خط تکیه می‌کنند. اما در بال اسکرو عناصر به اصلاح نورد همانند توپ‌های موجود در بال اسکرو، به تماس نقطه تکیه می‌کنند.

2. تحمل بارهای سنگین‌تر

در لید اسکرو از مهره‌های پلاستیکی، پلیمری و برنزی استفاده می‌شود. در لید اسکروهایی که از مهره‌های برنزی استفاده شده است، می‌توانند بارهای سنگین‌تری را تحمل کنند. اما با افزایش میزان فشار و بار، میزان اصطکاک نیز افزایش می‌یابد و اصطکاک بیشتر به معنی چرخه کار کمتر و راندمان کاری پایین‌تر است. همچنین در بال اسکرو برای پشتیبانی از بار، از قطعات فولادی استفاده می‌شود که از ظرفیت بار بالاتری نسبت به انواع لید اسکرو برخوردار است.

3. دقت بالاتر

در لید اسکرو واکنش شدید بسیار زیادی بین پیچ و مهره وجود دارد. در بال اسکرو برای از بین بردن این واکش شدید، معمولاً از توپ‌هایی که قطر بزرگتری نسبت به فضای بین مسیر پیچ و مهره‌ها دارند استفاده می‌شود، که موجب افزایش دقت عملکرد قطعه می‌شود.

زیرا راندمان بالاتر به معنی کاهش گشتاور مورد نیاز موتور است. عملکرد بهینه بال اسکرو موجب می‌شود که کارایی و بازدهی آن تقریبا 90 درصد باشد. این در حالی است که در لید اسکرو عموماً کمتر از 50 درصد است.

معایب 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.
کاربردهای بالسکرو

کاربردهای بال اسکرو (Ball-Screw)

درگذشته، قبل از اینکه تکنولوژی ساخت بال اسکرو اختراع شود، از سیستم پیچ و مهره برای ایجاد حرکت، جلو و عقب بردن محورها و میزها استفاده می‌شد. یکی از مشکلاتی که در اثر این سیستم قدیمی به‌وجود می‌آمد، خوردگی و سایش و در نهایت لق‌شدن مکانیزم حرکت در اثر حرکت‌های لغزشی موجود بین دو سطح پیچ و مهره بود. بنابراین برای رفع مشکل ذکر شده، صنعتگران و متخصصین تغییرات بسیار شایانی در نوع دنده‌های پیچ و مهره‌ها ایجاد نمودند.

نتیجه‌ی تغییرات این بود که به جای استفاده و بهره‌گیری از پیچ و مهره‌هایی با سطح مقطع مثلثی شکل، از پیچ و مهره‌هایی با سطح مقطعی ذوزنقه‌ای شکل که تا حدی شبیه به مستطیل می‌باشند، استفاده و بهره‌گیری نمودند. از این نوع و مدل پیچ و مهره‌ها هنوز نیز در میز دستگاه‌های فرز و تراش معمولی استفاده می‌شود. این نوع و مدل از پیچ و مهره‌ها نیز هنوز دچار مشکل بودند، زیرا باید یک لقی مشخص ما بین پیچ و مهره، برای روان کار کردن این سیستم به وجود می‌آوردند.

یکی دیگر از بزرگترین معایب این سیستم پیچ و مهره، ساییده‌شدن و از دست‌دادن دقت در مدت زمان کوتاه بود. علت عیب این سیستم پیچ و مهره این بود که، زمانی‌ که به اصطلاح پیچ راست گرد می‌شد، یک طرف مهره درگیر بود و زمانی‌ که به اصطلاح پیچ چپ گرد می‌شد، در ابتدا لقی طی می‌شد تا به طرف دیگر برسد و سپس طرف دیگر را درگیر می‌کرد.

متخصصین و صنعتگران برای رفع این مشکل دوباره دست به تغییراتی زدند. اختراعی جدید موجب شد تا بخش اعظمی از مشکلات سیستم پیچ و مهره قبلی حل شود. نام این اخراع جدید، سیستم لید اسکرو بود. در این سیستم جدید، از دو مهره به جای یک مهره استفاده شد و بین دو مهره فنری تعبیه و قرار داده شد.

 

عملکرد این فنر به این صورت بود که، با تنطیماتی که توسط پیچ‌ها انجام می‌شد، موجب می‌گردید که در هر صورت (چپ گرد و راست گرد) دو طرف مهره‌ها درگیر باشند و با راست گرد یا چپ گرد شدن، لقی به حداقل برسد و در جاهایی که پیچ خورده یا ساییده شده است، فنر رها و باز شده و خود را تنظیم نماید.

این سیستم نیز در عین اینکه عملکرد بسیار بهتر و مناسب‌تری نسبت به تکنولوژی‌های قبلی خود داشت. یک ایراد بزرگ و مهم هنوز درآن رفع نشده بود و آن لغزش سطوح بود. اما متخصصین و صنعتگران دوباره دست به کار شده و سیستم جدیدی را ابدا و اختراع نمودند. این اختراع علاوه بر رفع مشکل ساییده شدگی، بازدهی عملکرد بسیار بالاتری را نیز نسبت به سیستم‌ها و تکنولوژی‌های قبل از خود ارائه داد. نام این تکنولوژی جدید سیستم بال اسکرو بود.

این اختراع درهای جدید را در برابر صنعت باز کرد. مکانیزم عملکردی بال اسکرو مانند حرکت بلبرینگ‌ها می‌باشد. مبنای حرکت غلتش کامل بوده و در بین سطوح هیچ گونه لغزشی در کار نیست. در این سیستم قدیمی پیچ و مهره، طبق فرمول اصطکاک، با اضافه شدن نیرو (به عنوان مثال وزن)، نیرو در ضریب اصطکاک ضرب می‌شد و نسبتی خطی و مستقیم را ارائه می‌داد. یعنی هرچه نیرو بیشتر باشد، اصطکاک بیشتر می‌شود و در نتیجه نیروی مورد نیاز جهت چرخش نیز بیشتر خواهد شد و بالعکس. در تکنولوژی نوین سیستم بال اسکرو، لغزشی در کار نیست و فقط غلتش می‌باشد.

سخن پایانی

حال که با بال اسکرو و مزایا و معایب آن‌ها آشنا شدید و دریافتید که چه کاربردهایی دارند، می‌توانید به راحتی برای خرید بال اسکرو و کاور آن اقدام نمایید. اتوماسیون صنعتی لاین حرکت بهترین گزینه برای خرید قطعات سی ان سی است. این شرکت با سال ها تجربه توانسته نمایندگی برندهای معتبر خارجی را از آن خود کند و به فروش انواع بلبرینگ خطی، لینیر گاید، اسپیندل موتور و ... بپردازد.

اتوماسیون صنعتی لاین حرکت

سوالات متداول

  • بال اسکرو چیست؟

یکی از وسایل مکانیکی‌ای که با کمترین میزان اصطکاک ممکن، حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند، بال اسکرو می باشد. 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.

  • برای خرید قطعات سی ان سی از کجا باید اقدام کنیم؟

اگر قصد خرید انواع قطعات سی ان سی همچون اینورتر، بلبرینگ خطی، گیربکس خورشیدی، سرو موتور و ... را دارید می توانید از طریق اتوماسیون صنعتی لاین حرکت اقدام کنید.

۱
۲
۳
۴
۵
میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۲ رای

دیدگاهی در مورد “بال اسکرو چیست؟ کاربردهای بال اسکرو + مزایا و معایب آن

  1. سیدی گفت:

    مقاله بال اسکرو ی شما خیلی عالی بود. من خودم چندتا قطعه بال اسکرو میخواستم بخرم. الان چجوری سفارش بدم؟

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      سلام، می تونید با ما تماس بگیرید تا شما رو راهنمایی کنیم.
      021-33975008
      021-33975009
      021-36056770
      021-36058827
      021-36058599

  2. سامان گفت:

    بهترین بال اسکرو ممکنه معرفی کنید؟

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      سوالتون خیلی جامعه. بستگی به نوع کاری داره که می خواین انجام بدین.

  3. پويا گفت:

    سلام مقالتون خیلی خوب بود فقط یه سوال. الان شما همه ی قطعات بال اسکرو رو توی محصولاتتون دارید؟

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      سلام. ممنون،بله داریم. می تونید محصولاتمون رو ببینید.

  4. Farnaz گفت:

    سلام مقالتون خیلی خوب بود. یه سوال داشتم؟ کدوم برند برای بال اسکرو بهتره؟

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      بستگی داره. می تونید با مشاورین لاین حرکت تماس بگیرید و سوالتون رو از اونا بپرسید.

  5. Razie گفت:

    سلام در رابطه با بال اسکرو، به نظرتون کدوم برند از نظر قیمت بهتره؟ برای یه پروژه کوچیکی میخواستم و نمیخوایم هزینه بالا پرداخت کنیم.

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      قیمت ها رو توی محصولات بال اسکرو زده شده. می تونید همه رو مشاهده کنید.

  6. کمند گرامی گفت:

    با سلام خدمت شما
    در ابتدای صبحت خودم بگم ، کار شما،محصولات شما و قطعات صنعتی بهشت رویاهای من هست.من کارشناسی ارشد صنایع و عاشق کارهای صنعتی هستم ، اولا سایت خیلی خوبی دارید، انشااله در کارتون هم موفق باشید که مطمین هم هستید، من برای خودم،شاید خریدهام در حد 3 الی 4 قطعه باشه ،میتونم از سایتتون خرید کنم ؟

    1. سعید اسلام‌نژاد گفت:

      خیلی ممنون، امیدوارم موفق باشید، بله حتما. چرا که نه؟

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *