وبلاگ‌ها-تکی

راهنمای جامع پیچ‌های لید اسکرو: تعریف، انواع، مزایا و کاربردها

راهنمای جامع پیچ‌های لید، تعریف، انواع، مزایا، کاربردها
فهرست مطالب

در زمینه انتقال مکانیکی و کنترل حرکت خطی، پیچ‌های لید نقش مهمی به عنوان یک جزء اصلی برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی ایفا می‌کنند.

آنها به طور گسترده در اتوماسیون صنعتی، رباتیک، دستگاه‌های پزشکی و حتی لوازم خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از موقعیت‌یابی دقیق در ماشین‌های CNC گرفته تا عملکرد روان در سیستم‌های اتوماسیون خانگی، پیچ‌های لید اسکرو هم در کاربردهای پیشرفته و هم در کاربردهای روزمره ضروری هستند.

1.0لید اسکرو چیست؟ اصول، ساختار و تعریف اولیه

پیچ سربی (که با نام پیچ قدرتی نیز شناخته می‌شود) وسیله‌ای مکانیکی است که حرکت چرخشی را از طریق درگیری مستقیم رزوه به حرکت خطی تبدیل می‌کند. وظیفه اصلی آن تبدیل گشتاور به نیروی محوری یا کشش، بدون تکیه بر بلبرینگ‌های چرخشی است. در عوض، حرکت از طریق تماس مستقیم رزوه بین شفت پیچ و مهره منتقل می‌شود.

اجزای اصلی شامل:

  • محور پیچ: میله استوانه‌ای با رزوه‌ها یا شیارهای پیوسته، که معمولاً از فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم ساخته می‌شود. برای کاربردهای خاص، ممکن است از تیتانیوم، سرامیک یا پلاستیک‌های مهندسی نیز استفاده شود.
  • موضوعات: رابط مارپیچی بین شفت پیچ و مهره. هندسه آن (مانند زاویه و پروفیل) مستقیماً بر راندمان، ظرفیت بار و دقت تأثیر می‌گذارد.
  • مهره: مهره، همتای رزوه‌های شفت پیچ. مهره که به بار متصل است، با محدود کردن چرخش خود (یا چرخش پیچ)، نیروی چرخشی ورودی را به حرکت خطی تبدیل می‌کند.
مقایسه ظرفیت بار بین مهره‌های لید اسکرو پلاستیکی و برنزی

حالت‌های کاری:

  • شفت ثابت، مهره چرخان: یک موتور یا درایو دستی، مهره را در امتداد شفت پیچ ثابت می‌چرخاند و گشتاور را به جابجایی خطی تبدیل می‌کند.
  • مهره ثابت، شفت چرخان: مهره در جای خود نگه داشته می‌شود در حالی که شفت پیچ می‌چرخد و حرکت خطی مهره را در امتداد محور شفت ایجاد می‌کند.

2.0پیچ‌های سربی چگونه تولید می‌شوند؟ تجهیزات و فرآیندهای اصلی

فرآیند تولید یک پیچ لید اسکرو مستقیماً دقت، استحکام و دوام آن را تعیین می‌کند. در میان این مراحل، شکل‌دهی رزوه مهم‌ترین مرحله است و روش آن بر اساس حجم تولید و دقت مورد نیاز انتخاب می‌شود.

2.1نورد رزوه: انتخاب اصلی برای تولید با حجم بالا

نورد رزوه، فرآیند غالب شکل‌دهی سرد برای پیچ‌های لید است. این روش از فشار مکانیکی برای جابجایی مواد و تشکیل رزوه استفاده می‌کند، نه برش مواد. این امر به دلیل سخت‌کاری، هم سطح نهایی و هم استحکام را بهبود می‌بخشد.

دستگاه نورد رزوه هیدرولیک سه قالبه imgs2
دستگاه نورد رزوه هیدرولیک سه غلتکه alekvs img4
راهکارهای حرفه‌ای نورد رزوه دو محوره برای میله‌های مهره‌ای

تجهیزات کلیدی شامل موارد زیر است:

  • دستگاه نورد رزوه دو غلتکی: رایج‌ترین چیدمان، با استفاده از دو قالب برای فشرده‌سازی قطعه خام استوانه‌ای. مناسب برای رزوه‌های استاندارد تک یا دو شروعه (مثلاً ذوزنقه‌ای، Acme). راندمان بالا و هزینه کم را ارائه می‌دهد و برای تولید با حجم متوسط ایده‌آل است.
  • دستگاه نورد رزوه سه قالبه: از سه قالب که در فواصل ۱۲۰ درجه قرار گرفته‌اند برای فشار شعاعی یکنواخت استفاده می‌کند. دقت بالاتر (ISO 4H/5g)، گردی بهتر و قابلیت رزوه‌های چند شروعه (مثلاً ۴ شروعه) را تولید می‌کند. اغلب در پیچ‌های لید اسکرو دقیق برای کاربردهای پزشکی یا ماشین ابزار و همچنین قطرهای بزرگتر استفاده می‌شود.
  • دستگاه نورد رزوه دقیق CNC: کنترل‌های CNC را برای پیشروی، عمق و سرعت قالب ادغام می‌کند. قادر به تولید پروفیل‌های پیچیده (مثلاً رزوه‌های دندانه‌دار یا سفارشی) با تلرانس‌های کم تا 0.01 میلی‌متر است. برای هوافضا، نیمه‌هادی‌ها یا سایر کاربردهای سطح بالا ضروری است و از سفارشی‌سازی کم حجم و تولید انبوه پشتیبانی می‌کند.

2.2برش رزوه: یک جایگزین دقیق برای کاربردهای خاص

برای تولید در تعداد کم، رزوه‌های پیچیده (پروفیل‌های عمیق یا غیر استاندارد) یا موادی که ماشینکاری آنها دشوار است مانند تیتانیوم یا سرامیک، برش رزوه ترجیح داده می‌شود.

دستگاه فرز رزوه چرخشی: از یک ابزار برش زاویه‌دار پرسرعت برای تطبیق با زاویه پیشروی پیچ استفاده می‌کند. این ابزار، برش رزوه را در یک مرحله با کنترل عالی بر گام، عمق و پرداخت انجام می‌دهد. مناسب برای پیچ‌های لید با تلرانس بالا (درجه IT3-IT5). با این حال، کندتر و گران‌تر از نورد است.

2.3فرآیندهای ثانویه

پس از تشکیل نخ، چندین مرحله اضافی مورد نیاز است:

  • عملیات سطحی: آبکاری روی برای مقاومت در برابر خوردگی روی فولاد کربنی، پسیواسیون برای فولاد ضد زنگ یا پوشش‌های PTFE برای مقاومت در برابر سایش.
  • بازرسی دقیق: اندازه‌گیری قطر گام با میکرومترهای رزوه‌دار، یا دقت سربی با دستگاه‌های اندازه‌گیری لیزری.
  • مونتاژ: تنظیم فاصله بین پیچ و مهره برای اطمینان از تناسب و عملکرد مناسب.

ترکیب این فرآیندها منجر به تولید یک پیچ سربی نهایی با ویژگی‌های عملکردی مورد نیاز می‌شود.

3.0انواع رزوه‌های رایج لید اسکرو: نوک تیز، مربعی، باترس و غیره

عملکرد و کاربرد یک پیچ سربی تا حد زیادی به طراحی رزوه آن بستگی دارد. هندسه‌های مختلف رزوه بر راندمان، ظرفیت بار و قابلیت تولید تأثیر می‌گذارند. در زیر رایج‌ترین انواع رزوه مورد استفاده در کاربردهای صنعتی آمده است:

انواع نورد رزوه، مقایسه پروفیل رزوه رزوه مربعی با مقطع آکمه
انواع نورد رزوه

3.1رزوه آکمی (رزوه ذوزنقه‌ای): استاندارد صنعتی

رزوه Acme با زاویه ذوزنقه‌ای ۲۹ درجه، پرکاربردترین نوع رزوه لید اسکرو در صنعت است. این نوع رزوه دارای یک پایه رزوه پهن است که یکپارچگی ساختاری قوی را فراهم می‌کند.

  • مزایا: در مقایسه با سایر انواع رزوه، تولید آسان‌تری دارد (می‌توان از ابزار چندنقطه‌ای استفاده کرد)، مقاومت سایشی بالایی دارد، برای بارهای متوسط تا سنگین مناسب است و مهره‌های جبران‌کننده می‌توانند سایش را جبران کنند و عمر مفید را افزایش دهند.
  • محدودیت‌ها: راندمان پایین‌تری نسبت به رزوه‌های مربعی، با تلفات اصطکاکی کمی بالاتر.
  • کاربردها: گیره‌های رومیزی، کلمپ‌ها، ساق سوپاپ‌ها، عملگرهای دقیق، ماشین‌های تراش و سایر تجهیزات صنعتی عمومی. ایده‌آل برای مواردی که مقرون‌به‌صرفه بودن و دوام به یک اندازه مهم هستند.

نکته: رزوه‌های ذوزنقه‌ای متریک (با پروفیل 30 درجه) در اصل مشابه رزوه‌های Acme هستند اما از استانداردهای ISO پیروی می‌کنند. این رزوه‌ها در اروپا رایج هستند و به طور گسترده در ماشین‌آلات CNC و رباتیک کاربرد دارند.

3.2نخ مربعی: انتخاب با راندمان بالا

رزوه‌های مربعی دارای پهلوهای رزوه عمود بر محور پیچ هستند که زاویه ۹۰ درجه تشکیل می‌دهند. کاهش سطح تماس، تلفات اصطکاکی را به حداقل می‌رساند.

  • مزایا: بالاترین راندمان در بین انواع رزوه. ظرفیت بار بیشتری را در همان اندازه فراهم می‌کند، یا نیاز به موتور را برای همان بار کاهش می‌دهد. هیچ فشار شعاعی ایجاد نمی‌کند، و آن را برای انتقال حرکت دقیق مناسب می‌سازد.
  • محدودیت‌ها: ساخت دشوار (نیاز به برش تک نقطه‌ای)، هزینه بالاتر، کاهش مقاومت ریشه و ظرفیت بار محدود.
  • کاربردها: جک‌های پیچی، ماشین‌های ابزار دقیق و گیره‌ها که در آن‌ها به راندمان و دقت بالا نیاز است اما بارهای محوری شدید مورد نیاز نیستند.

3.3رزوه حائل: طراحی شده برای بارهای سنگین یک طرفه

رزوه حائل (مقطع ذوزنقه‌ای نامتقارن) برای بارهای محوری بالا در یک جهت بهینه شده است. ضلع باربر آن زاویه کم عمق ۷ درجه دارد، در حالی که ضلع مقابل آن با زاویه ۴۵ درجه تندتر است و مقاومت برشی قوی را تضمین می‌کند.

  • مزایا: راندمانی قابل مقایسه با رزوه‌های مربعی، تقریباً دو برابر استحکام رزوه‌های مربعی، قادر به تحمل نیروهای شدید یک‌طرفه.
  • محدودیت‌ها: عملکرد ضعیف تحت بارهای معکوس؛ نامناسب برای حرکت دو جهته.
  • کاربردها: پرس‌های پیچی بزرگ، جک‌های بالابر سنگین، محرک‌های عمودی و ماشین‌های قالب‌گیری تزریقی که در آن‌ها انتقال قدرت یک‌طرفه مورد نیاز است.

3.4رزوه ذوزنقه‌ای متریک (Tr): استاندارد بین‌المللی

رزوه ذوزنقه‌ای متریک همان اصول کاری رزوه‌های Acme را دارد، اما دارای زاویه جانبی 30 درجه است و با استانداردهای متریک ISO مطابقت دارد و همین امر باعث شده است که به طور گسترده در ماشین‌آلات بین‌المللی مورد استفاده قرار گیرد.

  • مزایا: درجه بالایی از استانداردسازی، سازگاری با اجزای جهانی و دستورالعمل‌های تولید/آزمایش کاملاً تعریف‌شده.
  • محدودیت‌ها: ظرفیت بار کمی کمتر در مقایسه با رزوه‌های Acme، اما برای اکثر نیازهای صنعتی کافی است.
  • کاربردها: ماشین‌های CNC، ربات‌های صنعتی، تجهیزات آزمایشگاهی و سیستم‌های انتقال قدرت عمومی.

3.5رزوه بال اسکرو: دقت بالا، اصطکاک کم

پیچ‌های ساچمه‌ای از یک پروفیل رزوه تقریباً نیم‌دایره‌ای استفاده می‌کنند که به عناصر غلتشی (ساچمه‌ها) اجازه می‌دهد تا بین مهره و شفت پیچ گردش کنند. این طراحی اصطکاک لغزشی را به اصطکاک غلتشی تبدیل می‌کند و در نتیجه راندمان بسیار بالایی - اغلب بالاتر از 90% - ایجاد می‌کند.

  • مزایا: اصطکاک بسیار کم، عمر طولانی، دقت استثنایی و قابلیت موقعیت‌یابی در سطح میکرومتر.
  • محدودیت‌ها: فرآیند تولید پیچیده، هزینه بالا و الزامات سختگیرانه روانکاری و آب‌بندی.
  • کاربردها: ماشین‌آلات CNC، تجهیزات نیمه‌هادی، رباتیک، سیستم‌های هوافضا و سایر کاربردهایی که نیاز به دقت و تکرارپذیری دارند.
پیچ‌های سوزنی در مقابل پیچ‌های ساچمه‌ای، انتخاب بهترین گزینه
کاربردهای رایج برای پیچ‌های آجدار و ذوزنقه‌ای
ویژگی‌های قفل خودکار پیچ‌های لید اسکرو ذوزنقه‌ای توضیح داده شد
پیچ سربی از جنس استیل ضد زنگ برای پیچ های ساچمه ای
موقعیت‌یابی دقیق با پیچ‌های ساچمه‌ای چرخشی
پیچ‌های ساچمه‌ای با دقت بالا برای اتوماسیون صنعتی

4.0مزایا و معایب پیچ‌های لید: ایجاد تعادل بین هزینه، عملکرد و کاربرد

4.1مزایای کلیدی پیچ‌های لید اسکرو

  • مقرون به صرفه بودن: هزینه‌های تولید پایین‌تر در مقایسه با پیچ‌های ساچمه‌ای، آنها را برای کاربردهای حساس به بودجه و با بار سبک تا متوسط ایده‌آل می‌کند.
  • قابلیت قفل خودکار: بسیاری از انواع پیچ‌های لید (مثلاً رزوه‌های ذوزنقه‌ای و مربعی) ذاتاً خود قفل‌شونده هستند و بدون ترمز اضافی موقعیت خود را حفظ می‌کنند - به‌ویژه در سیستم‌های عمودی مفید هستند.
  • ظرفیت بار بالا: در محدوده مجاز، پیچ‌های لید می‌توانند بارهای محوری قابل توجهی را تحمل کنند. پیکربندی‌های مهره برنزی می‌توانند چندین تن را تحمل کنند.
  • نگهداری کم: ساختار ساده با تنها سه بخش اصلی (شفت، مهره، رزوه). برخی از طرح‌های خود روان‌کننده در طول عمر خود نیازی به روانکاری اضافی ندارند.
  • تاب‌آوری محیطی: عدم وجود عناصر غلتشی، آنها را نسبت به گرد و غبار یا آوار حساس‌تر می‌کند و برای محیط‌های خشن مناسب است.
  • عملکرد آرام و بی‌صدا: تماس رزوه کشویی حداقل لرزش و سر و صدا را ایجاد می‌کند و آنها را برای کاربردهای حساس به سر و صدا مانند دستگاه‌های پزشکی یا اتوماسیون خانگی مناسب می‌سازد.

4.2محدودیت‌های پیچ‌های لید

  • راندمان پایین‌تر: تماس لغزشی منجر به تلفات اصطکاکی می‌شود و راندمان آن معمولاً کمتر از 40% است (طراحی‌های بهینه ممکن است به حدود 50% برسد). برای انتقال قدرت پیوسته ایده‌آل نیست.
  • سایش سریع‌تر: تماس لغزشی مداوم، فرسایش رزوه را تسریع می‌کند. مهره‌های رزوه مربعی نیاز به تعویض دوره‌ای دارند، در حالی که رزوه‌های ذوزنقه‌ای می‌توانند از مهره‌های شکاف‌دار برای جبران فرسایش استفاده کنند، اما همچنان با کاهش طول عمر مواجه هستند.
  • محدودیت‌های سرعت: محدود به سرعت بحرانی؛ تجاوز از این سرعت باعث لرزش بیش از حد شفت می‌شود. سرعت‌های عملیاتی معمولاً به سرعت بحرانی 80% محدود می‌شوند و مناسب بودن آنها را برای کاربردهای با سرعت بالا محدود می‌کنند.
  • ناکارآمدی گشتاور: اصطکاک بالا، آنها را برای کاربردهایی که نیاز به انتقال گشتاور بسیار بالا دارند، نامناسب می‌کند.

5.0سوالات متداول در مورد پیچ‌های لید: خم شدن، رانش معکوس و روانکاری

5.1آیا پیچ‌های سربی می‌توانند خم شوند؟ چگونه خطر را به حداقل برسانیم

پیچ‌های سربی می‌توانند تحت شرایط خاصی خم شوند، که عمدتاً تحت تأثیر طول و میزان بار مصرفی قرار دارند:

  • طول پیچ: پیچ‌های بلندتر به دلیل کاهش سختی، بیشتر مستعد خم شدن هستند.
  • انطباق بار: استفاده از پیچ در محدوده بار مجاز و رعایت دستورالعمل‌های سازنده (مانند دقت تراز و روش پشتیبانی) به جلوگیری از خم شدن کمک می‌کند.
  • توصیه طراحی: همیشه بارهای اوج و مداوم مورد نیاز محرک را محاسبه کنید تا اطمینان حاصل شود که میزان بار پیچ با کاربرد مطابقت دارد و خطر خم شدن را از همان ابتدا کاهش می‌دهد.

5.2آیا پیچ‌های راهنما می‌توانند به عقب برگردند؟ کارایی به عنوان عامل کلیدی

رانش معکوس زمانی اتفاق می‌افتد که بار باعث چرخش پیچ می‌شود و منجر به حرکت ناخواسته می‌شود. اینکه آیا این اتفاق می‌افتد یا خیر، به راندمان پیچ بستگی دارد:

  • راندمان پایین (<40%): در بیشتر موارد، رانش معکوس در شرایط عادی و بدون ارتعاش خارجی رخ نمی‌دهد. به همین دلیل است که بسیاری از پیچ‌های لید اسکرو ذاتاً خود قفل‌شونده هستند.
  • راندمان بالا (>40%): پیچ‌هایی با طراحی رزوه بهینه یا آنهایی که در محیط‌های مستعد ارتعاش قرار دارند، ممکن است دچار پس‌رانی شوند. در چنین مواردی، یک مکانیزم ترمز یا قفل اضافی توصیه می‌شود.

5.3آیا پیچ‌های لید اسکرو نیاز به روغن‌کاری دارند؟ دستورالعمل‌های نگهداری

الزامات روانکاری بسته به طراحی و محیط عملیاتی متفاوت است:

پیچ‌های خود روان‌کننده: برخی از پیچ‌های لید در عملگرهای الکتریکی از قبل روغن‌کاری شده‌اند و در طول عمر مفید خود نیازی به روغن‌کاری اضافی ندارند، مشروط بر اینکه در شرایط نامی استفاده شوند.

محیط‌های سنگین یا خشن: برای محیط‌های پربار، پرسرعت یا پرگردوغبار/مرطوب، روانکاری دوره‌ای ضروری است.

از استفاده از گریس آلوده که باعث تسریع سایش می‌شود، خودداری کنید.

روان‌کننده‌های لایه خشک یا استفاده مجدد از یک لایه نازک گریس تمیز پس از تعمیر و نگهداری را در نظر بگیرید.

مهره‌های برنزی: اگرچه مهره‌های برنزی به طور طبیعی خود روان‌کننده هستند، اما همچنان از گریس سبک برای اطمینان از عملکرد روان و افزایش طول عمر بهره می‌برند.

پیچ‌های سربی و پیچ‌های ساچمه‌ای ۲
پیچ‌های سربی و پیچ‌های ساچمه‌ای ۳
پیچ‌های سربی و پیچ‌های ساچمه‌ای
پیچ‌های سربی و پیچ‌های ساچمه‌ای ۱

6.0انتخاب مواد برای پیچ‌های سربی: از فولاد کربنی تا پلاستیک

انتخاب ماده به الزامات کاربردی مانند بار، محیط، دقت و هزینه بستگی دارد. در زیر مواد رایج و ویژگی‌های آنها آمده است:

نوع ماده ویژگی‌های کلیدی کاربردهای معمول
فولاد کربنی استحکام بالا، هزینه کم، ماشینکاری آسان، نیاز به عملیات ضد زنگ تجهیزات صنعتی عمومی (مانند ماشین آلات، جک ها) در محیط های خشک و غیر خورنده
فولاد ضد زنگ مقاوم در برابر خوردگی، ضد زنگ، استحکام کمی کمتر از فولاد کربنی محیط‌های مرطوب یا خورنده، مانند فرآوری مواد غذایی یا دستگاه‌های پزشکی
آلیاژ تیتانیوم استحکام بالا، سبک، مقاوم در برابر خوردگی، گران تجهیزات هوافضا و جراحی که نیاز به تعادل قدرت به وزن و مقاومت در برابر خوردگی دارند
آلومینیوم سبک، ماشین‌کاری آسان، استحکام کمتر کاربردهای سبک وزن مانند سیستم‌های اتوماسیون کوچک و لوازم خانگی
برنز خود روان کننده، مقاوم در برابر سایش، ظرفیت بار بالا کاربردهای با بار متوسط تا سنگین، مانند مهره‌ها و محرک‌های دقیق ماشین‌آلات
سرامیک استحکام بسیار بالا، مقاوم در برابر حرارت، اصطکاک کم، بسیار گران شرایط بحرانی مانند کوره‌های با دمای بالا یا تجهیزات نیمه‌هادی
پلاستیک سبک، خود روان کننده، بی صدا، ظرفیت بار محدود (≤150 کیلوگرم) کاربردهای حساس به بار سبک و صدا مانند چاپگرها، لوازم خانگی یا دستگاه‌های کمکی پزشکی

توجه: در برخی موارد، پیچ‌های لید با پوشش‌های سطحی (مثلاً مبتنی بر PTFE) تقویت می‌شوند تا دوام در محیط‌های سخت بهبود یافته و نیاز به روانکاری کاهش یابد.

6.1کاربردهای پیچ‌های لید: از صنعت تا حرکت خطی روزمره

به لطف مزایایی مانند مقرون به صرفه بودن، قابلیت قفل خودکار و سازگاری با محیط‌های مختلف، پیچ‌های لید به طور گسترده در بسیاری از زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند. هر زمان که حرکت خطی روان و کنترل شده مورد نیاز باشد، می‌توان از پیچ‌های لید استفاده کرد:

6.2کاربردهای صنعتی:

  • ماشین آلات: موقعیت‌یابی میزهای کار و تغذیه ابزار در ماشین‌های تراش، CNC و فرز.
  • اتوماسیون و رباتیک: درایوهای مشترک در ربات‌های صنعتی، هل دادن مواد در خطوط تولید خودکار.
  • ماشین آلات سنگین: انتقال نیرو در پرس‌های پیچی و جک‌ها؛ مکانیسم‌های گیره‌بندی در فیکسچرها و گیره‌ها.
  • تولید دقیق: موقعیت‌یابی با دقت بالا در چاپگرهای سه‌بعدی، ماشین‌های حکاکی و سیستم‌های نمونه‌سازی سریع.

6.3کاربردهای مصرفی و روزمره:

  • تجهیزات خانگی: درایوهای خطی در میزهای با ارتفاع قابل تنظیم، موتورهای پرده و قفل‌های هوشمند.
  • تجهیزات اداری: تغذیه کاغذ و موقعیت لنز در چاپگرها و اسکنرها.
  • حمل و نقل: محرک‌های خطی برای تنظیم صندلی خودرو و عملکرد سانروف.

6.4کاربردهای پزشکی:

  • تجهیزات تصویربرداری پزشکی: نحوه قرارگیری تخت بیمار در اسکنرهای اشعه ایکس، ام آر آی و سی تی اسکن
  • جراحی کم تهاجمی: ریزحرکات دقیق در ابزارهای جراحی خودکار
  • تحویل دارو: مکانیسم‌های دوزبندی در دستگاه‌های دارویی دقیق

نکته: پیچ‌های لید اسکرو را می‌توان با قطرهایی به کوچکی ۰.۵ میلی‌متر یا حتی کوچکتر تولید کرد تا الزامات کوچک‌سازی در پزشکی و سایر زمینه‌های تخصصی برآورده شود.

7.0لید اسکروها در مقابل بال اسکروها: انتخاب قطعه حرکت خطی مناسب

هم لید اسکرو و هم بال اسکرو حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می‌کنند، اما ساختار و عملکرد آنها تفاوت قابل توجهی دارد. انتخاب باید بر اساس الزامات کاربرد باشد:

عامل مقایسه پیچ سربی بال اسکرو
ساختار هسته تماس لغزشی مستقیم بین پیچ و مهره، بدون عناصر غلتشی مهره حاوی بلبرینگ‌های گردشی است که حرکت از طریق غلتش منتقل می‌شود
کارایی کم (معمولاً ≤40%) بالا (معمولاً ۸۵–۹۵۱TP3T)
دقت متوسط (مناسب برای کاربردهای عمومی) بالا (موقعیت‌یابی و تکرارپذیری برتر)
خود قفل شونده معمولاً خود قفل شونده (وقتی راندمان <40% باشد) قفل خودکار ندارد (نیاز به ترمز خارجی دارد)
هزینه کم (ساختار ساده، ساخت آسان) بالا (طراحی پیچیده، نیاز به ماشینکاری دقیق)
نویز کم صدا (تماس کشویی، عملکرد بی‌صدا) بالاتر (غلتاندن توپ باعث ایجاد سر و صدا می‌شود)
ظرفیت بار بار متوسط تا سنگین (مهره‌های برنزی می‌توانند چندین تن را تحمل کنند) بار متوسط تا سنگین (مقاومت کمتر در برابر ضربه)
عمر مفید و فرسودگی فرسایش سریع‌تر، طول عمر کوتاه‌تر فرسایش کمتر، طول عمر قابل پیش‌بینی (استاندارد L10)
کاربردهای معمول بار متوسط/سبک، سرعت پایین، حساس به بودجه، حرکت عمودی سرعت بالا، دقت بالا، کار مداوم، کاربردهای با راندمان بالا

8.0چگونه پیچ سربی مناسب را انتخاب کنیم؟ پارامترهای کلیدی و نکات انتخاب

انتخاب یک پیچ لید اسکرو باید بر اساس الزامات کاربردی باشد، با توجه ویژه به پارامترهای حیاتی زیر تا اطمینان حاصل شود که عملکرد با نیازهای سیستم مطابقت دارد:

8.1ظرفیت بار: تطبیق بارهای اوج و مداوم

  • بار اوجنیروی آنی در هنگام شتاب‌گیری یا کاهش سرعت ناگهانی (می‌تواند تا ۵ برابر بار پیوسته باشد).
  • بار مداوم: میانگین بار (مقدار RMS) وارد بر مهره در طول زمان، که مستقیماً طول عمر مفید پیچ (L10) را تعیین می‌کند.
  • دستورالعمل‌های موادمهره‌های پلاستیکی معمولاً وزنی معادل ۱۵۰ کیلوگرم یا کمتر را تحمل می‌کنند، در حالی که مهره‌های برنزی می‌توانند چندین تن را تحمل کنند. همیشه بر اساس شرایط بار واقعی انتخاب کنید.

8.2سرعت: در محدوده سرعت بحرانی کار کنید

حداکثر سرعت عملیاتی توسط سرعت بحرانی پیچ محدود می‌شود (تجاوز از این سرعت باعث لرزش بیش از حد شفت و خطرات ایمنی می‌شود).

سرعت کاری توصیه شده ≤ 80% از سرعت بحرانی. سرعت‌های عملیاتی پایین‌تر به کاهش تولید گرما کمک می‌کنند و نیاز به چرخه‌های کاری کوتاه‌تر را از بین می‌برند.

8.3ضریب فشار-سرعت (مقدار PV): جلوگیری از آسیب ناشی از گرمای بیش از حد

ضریب PV حاصلضرب فشار سطح × سرعت لغزش در سطح مشترک مهره و پیچ است و برای مجموعه‌های پیچ سربی پلیمری بسیار مهم است.

بارهای بالاتر برای جلوگیری از گرمای اصطکاکی و آسیب دائمی، نیاز به سرعت‌های پایین‌تری دارند.

سرعت‌های بالاتر نیاز به کاهش بار دارند تا اطمینان حاصل شود که مقدار واقعی PV پایین‌تر از حد مجاز PV ماده باقی می‌ماند و عمر مفید را افزایش می‌دهد.

منحنی PV پیچ سربی

8.4سازگاری با محیط زیست: رتبه‌بندی IP و مواد را در نظر بگیرید

برای محیط‌های سخت (گرد و غبار، رطوبت، خوردگی)، پیچ‌های فولادی ضد زنگ یا پیچ‌های روکش‌دار PTFE با توجه به رتبه IP (مقاومت در برابر گرد و غبار و آب) توصیه می‌شوند.

برای محیط‌های تمیز (پزشکی، الکترونیکی)، پیچ‌های پلاستیکی یا آلومینیومی مزایایی از جمله کاهش وزن و عملکرد بی‌صدا را ارائه می‌دهند.

8.5نوع رزوه: تطابق راندمان و جهت بار

  • رزوه‌های مربعی برای کاربردهای با راندمان بالا.
  • رزوه‌های حائل برای بارهای سنگین یک‌طرفه.
  • رزوه‌های آکمی (ذوزنقه‌ای) برای مصارف عمومی صنعتی.

9.0نتیجه‌گیری

  • فناوری تثبیت‌شده
    پیچ‌های لید اسکرو یک راهکار اثبات‌شده برای حرکت خطی هستند که عملکرد آنها به شدت تحت تأثیر تکنیک‌های تولیدی مانند نورد رزوه دقیق CNC و نورد رزوه سه قالبه قرار دارد.
  • ملاحظات انتخاب
    انتخاب پیچ مناسب نیاز به ارزیابی هزینه، بار مورد نیاز، دقت مورد نیاز و شرایط محیطی دارد.
  • بهترین برنامه‌ها
    • ایده‌آل برای: بارهای متوسط تا سبک، حرکت با سرعت پایین، موقعیت‌یابی عمودی و پروژه‌های حساس به هزینه.
    • کمتر مناسب برای: کاربردهای پرسرعت، دقت بالا یا کار مداوم، که در آنها پیچ‌های ساچمه‌ای یا سایر سیستم‌های پیشرفته ممکن است مناسب‌تر باشند.

 

 منابع

www.iqsdirectory.com/articles/ball-screw/lead-screws.html

www.progressiveautomations.com/blogs/how-to/lead-screw-questions-asked-answered

ractory.com/lead-screws/

kiwimotion.co.uk/technical-articles/ball-screws/ball-screw-vs-lead-screw/

blog.igus.ca/2021/06/03/what-is-a-lead-screw/

پست‌های مرتبط