คู่มือครอบคลุมเกี่ยวกับลีดสกรู: คำจำกัดความ ประเภท ข้อดี และการใช้งาน

ในด้านการส่งกำลังเชิงกลและการควบคุมการเคลื่อนที่เชิงเส้น สกรูลีดมีบทบาทสำคัญในฐานะส่วนประกอบหลักในการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนให้เป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น

สกรูลีดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม หุ่นยนต์ อุปกรณ์การแพทย์ และแม้แต่เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือน ตั้งแต่การวางตำแหน่งที่แม่นยำในเครื่อง CNC ไปจนถึงการทำงานที่ราบรื่นในระบบอัตโนมัติภายในบ้าน สกรูลีดจึงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งทั้งในด้านเทคโนโลยีขั้นสูงและการใช้งานในชีวิตประจำวัน

1.0ลีดสกรูคืออะไร หลักการ โครงสร้าง และคำจำกัดความพื้นฐาน

ลีดสกรู (หรือที่รู้จักกันในชื่อสกรูกำลัง) เป็นอุปกรณ์เครื่องกลที่แปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นผ่านการหมุนเกลียวโดยตรง หน้าที่หลักของมันคือการแปลงแรงบิดเป็นแรงขับหรือแรงดึงตามแนวแกน โดยไม่ต้องอาศัยตลับลูกปืนแบบหมุนเวียน การเคลื่อนที่จะถูกส่งผ่านการสัมผัสเกลียวโดยตรงระหว่างเพลาสกรูและน็อต

โหมดการทำงาน:

• เพลาคงที่ น็อตหมุน: มอเตอร์หรือไดรฟ์แบบใช้มือจะหมุนน็อตไปตามเพลาสกรูคงที่ เพื่อแปลงแรงบิดเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น
• น็อตยึดเพลาหมุน: น็อตจะถูกยึดเข้าที่ในขณะที่เพลาสกรูหมุน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่เชิงเส้นของน็อตไปตามแกนของเพลา

2.0ลีดสกรูผลิตอย่างไร? อุปกรณ์หลักและกระบวนการ

กระบวนการผลิตลีดสกรูเป็นตัวกำหนดความแม่นยำ ความแข็งแรง และความทนทานโดยตรง ในบรรดาขั้นตอนเหล่านี้ การขึ้นรูปเกลียวถือเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุด และการเลือกวิธีการจะขึ้นอยู่กับปริมาณการผลิตและข้อกำหนดด้านความแม่นยำ

2.1Thread Rolling: ทางเลือกหลักสำหรับการผลิตปริมาณสูง

การรีดเกลียวเป็นกระบวนการขึ้นรูปเย็นที่โดดเด่นสำหรับสกรูลีด กระบวนการนี้ใช้แรงกดทางกลเพื่อเคลื่อนย้ายวัสดุและขึ้นรูปเกลียว แทนที่จะตัดวัสดุออก วิธีนี้ช่วยเพิ่มทั้งผิวสำเร็จและความแข็งแรงเนื่องจากการชุบแข็งจากการทำงาน

อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:

• เครื่องรีดเกลียว 2 ลูกกลิ้ง: รูปแบบที่นิยมใช้กันมากที่สุด คือการใช้แม่พิมพ์สองอันเพื่ออัดชิ้นงานทรงกระบอก เหมาะสำหรับเกลียวเริ่มต้นแบบเดี่ยวหรือแบบคู่มาตรฐาน (เช่น เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมู, เกลียว Acme) ให้ประสิทธิภาพสูงและต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตปริมาณปานกลาง
• เครื่องรีดเกลียว 3 แม่พิมพ์: ใช้แม่พิมพ์สามชิ้นวางห่างกัน 120° เพื่อแรงดันในแนวรัศมีที่สม่ำเสมอ ให้ความแม่นยำสูงกว่า (ISO 4H/5g) เพิ่มความกลม และสามารถหมุนเกลียวได้หลายทิศทาง (เช่น 4 ทิศทาง) มักใช้กับสกรูลีดความแม่นยำสูงสำหรับงานทางการแพทย์หรือเครื่องมือกล รวมถึงงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่
• เครื่องรีดเกลียวความแม่นยำ CNC: ผสานรวมระบบควบคุม CNC สำหรับฟีด ความลึก และความเร็วแม่พิมพ์ สามารถผลิตโปรไฟล์ที่ซับซ้อน (เช่น เกลียวหยักหรือเกลียวสั่งทำพิเศษ) ด้วยความคลาดเคลื่อนต่ำสุดถึง 0.01 มม. จำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ เซมิคอนดักเตอร์ หรือการใช้งานระดับไฮเอนด์อื่นๆ รองรับทั้งการปรับแต่งปริมาณน้อยและการผลิตจำนวนมาก

2.2การตัดเกลียว: ทางเลือกที่แม่นยำสำหรับการใช้งานพิเศษ

สำหรับการผลิตแบบเป็นล็อตเล็ก เกลียวที่ซับซ้อน (โปรไฟล์ลึกหรือไม่ได้มาตรฐาน) หรือวัสดุที่ตัดยาก เช่น ไททาเนียมหรือเซรามิก การตัดเกลียวจะได้รับความนิยมมากกว่า

เครื่องกัดเกลียวแบบหมุน: ใช้หัวกัดมุมความเร็วสูงเพื่อให้เข้ากับมุมนำของสกรู สามารถตัดเกลียวได้สำเร็จในครั้งเดียว พร้อมการควบคุมระยะพิทช์ ความลึก และผิวสำเร็จได้อย่างยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับสกรูลีดที่มีความคลาดเคลื่อนสูง (เกรด IT3–IT5) อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ช้ากว่าและมีราคาแพงกว่าการรีด

2.3กระบวนการรอง

หลังจากการสร้างเกลียวแล้ว จำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติมหลายขั้นตอน:

• การบำบัดพื้นผิว: การชุบสังกะสีเพื่อป้องกันการกัดกร่อนบนเหล็กกล้าคาร์บอน การทำให้เป็นพาสซีฟสำหรับเหล็กสแตนเลส หรือการเคลือบ PTFE เพื่อทนต่อการสึกหรอ
• การตรวจสอบความแม่นยำ: การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางพิทช์ด้วยไมโครมิเตอร์วัดเกลียว หรือความแม่นยำของตะกั่วด้วยอุปกรณ์วัดเลเซอร์
• การประกอบ: ปรับระยะห่างของสกรูและน็อตเพื่อให้แน่ใจว่าพอดีและใช้งานได้อย่างเหมาะสม

การรวมกันของกระบวนการเหล่านี้ส่งผลให้ได้สกรูลีดสำเร็จรูปพร้อมคุณลักษณะประสิทธิภาพตามที่ต้องการ

3.0ประเภทเกลียวสกรูลีดทั่วไป: Acme, Square, Buttress และอื่นๆ

ประสิทธิภาพและการใช้งานของลีดสกรูส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการออกแบบเกลียว รูปทรงเกลียวที่แตกต่างกันมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพ ความสามารถในการรับน้ำหนัก และความสามารถในการผลิต ด้านล่างนี้คือประเภทเกลียวที่นิยมใช้มากที่สุดในงานอุตสาหกรรม:

3.1ด้าย Acme (ด้ายสี่เหลี่ยมคางหมู): มาตรฐานอุตสาหกรรม

เกลียว Acme ที่มีรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมู 29 องศา เป็นเกลียวลีดสกรูที่นิยมใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม มีฐานเกลียวที่กว้าง ซึ่งทำให้โครงสร้างมีความแข็งแรง

• ข้อดี: ผลิตได้ง่ายกว่ารูปแบบเกลียวอื่นๆ (สามารถใช้เครื่องมือหลายจุดได้) มีความทนทานต่อการสึกหรอสูง เหมาะสำหรับการรับน้ำหนักปานกลางถึงหนัก และมีน็อตชดเชยที่สามารถชดเชยการสึกหรอได้ ช่วยยืดอายุการใช้งาน
• ข้อจำกัด: ประสิทธิภาพต่ำกว่าเกลียวสี่เหลี่ยม มีการสูญเสียแรงเสียดทานสูงกว่าเล็กน้อย
• การใช้งาน: ปากกาจับชิ้นงาน แคลมป์ ก้านวาล์ว ตัวกระตุ้นความแม่นยำสูง เครื่องกลึง และอุปกรณ์อุตสาหกรรมทั่วไปอื่นๆ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับความคุ้มค่าและความทนทาน

หมายเหตุ: เกลียวเมตริกสี่เหลี่ยมคางหมู (โปรไฟล์ 30°) มีหลักการคล้ายกับเกลียว Acme แต่เป็นไปตามมาตรฐาน ISO เกลียวชนิดนี้เป็นที่นิยมในยุโรปและถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในเครื่องจักร CNC และหุ่นยนต์

3.2เกลียวสี่เหลี่ยม: ทางเลือกประสิทธิภาพสูง

เกลียวสี่เหลี่ยมมีขอบเกลียวตั้งฉากกับแกนสกรู ทำให้เกิดมุม 90° พื้นที่สัมผัสที่ลดลงช่วยลดการสูญเสียแรงเสียดทาน

• ข้อดี: ประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อเทียบกับเกลียวชนิดอื่นๆ รองรับน้ำหนักได้มากขึ้นในขนาดเดียวกัน หรือลดความต้องการมอเตอร์สำหรับน้ำหนักเท่ากัน ไม่ก่อให้เกิดแรงดันในแนวรัศมี จึงเหมาะสำหรับการถ่ายโอนการเคลื่อนที่ที่แม่นยำ
• ข้อจำกัด: ผลิตยาก (ต้องใช้การตัดจุดเดียว) ต้นทุนสูงกว่า ความแข็งแรงของรากลดลง และความสามารถในการรับน้ำหนักจำกัด
• การใช้งาน: แม่แรงสกรู เครื่องมือกลที่มีความแม่นยำ และแท่นจับชิ้นงานที่ต้องการประสิทธิภาพและความแม่นยำสูง แต่ไม่ต้องการภาระแนวแกนที่รุนแรง

3.3เกลียวค้ำยัน: ออกแบบมาเพื่อรับน้ำหนักบรรทุกหนักทางเดียว

เกลียวค้ำยัน (รูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูแบบอสมมาตร) ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุดสำหรับการรับน้ำหนักตามแนวแกนสูงในทิศทางเดียว ส่วนด้านข้างรับน้ำหนักมีมุมตื้น 7° ขณะที่ด้านข้างตรงข้ามมีความชันกว่าที่ 45° ซึ่งช่วยให้ทนทานต่อแรงเฉือนได้ดี

• ข้อดี: ประสิทธิภาพเทียบเท่าเกลียวสี่เหลี่ยม มีความแข็งแรงเกือบสองเท่าของเกลียวสี่เหลี่ยม ทนทานต่อแรงทิศทางเดียวที่รุนแรงได้
• ข้อจำกัด: ประสิทธิภาพไม่ดีภายใต้ภาระย้อนกลับ ไม่เหมาะกับการเคลื่อนที่สองทิศทาง
• การใช้งาน: เครื่องอัดสกรูขนาดใหญ่ แม่แรงยกงานหนัก ตัวกระตุ้นแนวตั้ง และเครื่องฉีดพลาสติกที่จำเป็นต้องมีการส่งกำลังแบบทิศทางเดียว

3.4เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูเมตริก (Tr): มาตรฐานสากล

เกลียวเมตริกสี่เหลี่ยมคางหมูมีหลักการทำงานเดียวกันกับเกลียว Acme แต่มีมุมด้านข้าง 30° และเป็นไปตามมาตรฐานเมตริก ISO จึงทำให้มีการนำมาใช้ในเครื่องจักรระดับนานาชาติอย่างแพร่หลาย

• ข้อดี: มาตรฐานระดับสูง ความเข้ากันได้กับส่วนประกอบทั่วโลก และแนวทางการผลิต/การทดสอบที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน
• ข้อจำกัด: ความสามารถในการรับน้ำหนักต่ำกว่าเกลียว Acme เล็กน้อย แต่เพียงพอสำหรับความต้องการทางอุตสาหกรรมส่วนใหญ่
• การใช้งาน: เครื่อง CNC หุ่นยนต์อุตสาหกรรม อุปกรณ์ห้องปฏิบัติการ และระบบส่งกำลังเอนกประสงค์

3.5เกลียวบอลสกรู: ความแม่นยำสูง แรงเสียดทานต่ำ

บอลสกรูใช้เกลียวที่เกือบเป็นรูปครึ่งวงกลม ซึ่งช่วยให้ชิ้นส่วนกลิ้ง (ลูกบอล) หมุนเวียนระหว่างน็อตและเพลาสกรูได้ การออกแบบนี้จะเปลี่ยนแรงเสียดทานจากการเลื่อนเป็นแรงเสียดทานจากการกลิ้ง ส่งผลให้มีประสิทธิภาพสูงมาก โดยมักจะสูงกว่า 90%

• ข้อดี: แรงเสียดทานต่ำมาก อายุการใช้งานยาวนาน ความแม่นยำที่เหนือชั้น และสามารถกำหนดตำแหน่งได้ในระดับไมโครมิเตอร์
• ข้อจำกัด: กระบวนการผลิตที่ซับซ้อน ต้นทุนสูง และข้อกำหนดด้านการหล่อลื่นและการปิดผนึกที่เข้มงวด
• การใช้งาน: เครื่องจักร CNC อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ หุ่นยนต์ ระบบการบินและอวกาศ และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการความแม่นยำและการทำซ้ำได้

4.0ข้อดีและข้อเสียของลีดสกรู: การสร้างสมดุลระหว่างต้นทุน ประสิทธิภาพ และการใช้งาน

4.1ข้อดีหลักของสกรูลีด

• ความคุ้มค่า: ต้นทุนการผลิตต่ำกว่าเมื่อเทียบกับบอลสกรู ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่คำนึงถึงงบประมาณและโหลดเบาถึงปานกลาง
• ความสามารถในการล็อคอัตโนมัติ: สกรูลีดหลายประเภท (เช่น เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูและเกลียวสี่เหลี่ยม) มีลักษณะล็อคตัวเองโดยเนื้อแท้ โดยยึดตำแหน่งไว้โดยไม่ต้องใช้เบรกเพิ่มเติม ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในระบบแนวตั้ง
• ความสามารถในการรับน้ำหนักสูง: ภายในขีดจำกัดที่กำหนด สกรูลีดสามารถรับน้ำหนักตามแนวแกนได้มาก ส่วนน็อตบรอนซ์สามารถรับน้ำหนักได้หลายตัน
• การบำรุงรักษาต่ำ: โครงสร้างเรียบง่าย มีชิ้นส่วนหลักเพียงสามชิ้น (เพลา น็อต และเกลียว) บางรุ่นหล่อลื่นเองได้ ไม่จำเป็นต้องหล่อลื่นเพิ่มเติมตลอดอายุการใช้งาน
• ความยืดหยุ่นต่อสิ่งแวดล้อม: การไม่มีชิ้นส่วนกลิ้งทำให้มีความไวต่อฝุ่นละอองหรือเศษต่างๆ น้อยลง เหมาะกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
• การทำงานที่เงียบและราบรื่น: เกลียวเลื่อนสัมผัสทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนน้อยที่สุด จึงเหมาะสำหรับการใช้งานที่ไวต่อเสียง เช่น อุปกรณ์ทางการแพทย์หรือระบบอัตโนมัติในบ้าน

4.2ข้อจำกัดของสกรูลีด

• ประสิทธิภาพลดลง: หน้าสัมผัสแบบเลื่อนทำให้เกิดการสูญเสียแรงเสียดทาน โดยประสิทธิภาพโดยทั่วไปจะต่ำกว่า 40% (การออกแบบที่ปรับให้เหมาะสมอาจสูงถึง ~50%) ไม่เหมาะสำหรับการส่งผ่านพลังงานอย่างต่อเนื่อง
• สวมใส่ได้เร็วขึ้น: การสัมผัสแบบเลื่อนต่อเนื่องจะเร่งการสึกหรอของเกลียว เกลียวสี่เหลี่ยมจัตุรัสจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นระยะๆ ในขณะที่เกลียวสี่เหลี่ยมคางหมูสามารถใช้เกลียวแยกเพื่อชดเชยการสึกหรอได้ แต่ยังคงมีอายุการใช้งานที่ลดลง
• ข้อจำกัดความเร็ว: ถูกจำกัดด้วยความเร็ววิกฤต หากเกินกว่านี้อาจทำให้เกิดการสั่นสะเทือนของเพลามากเกินไป โดยทั่วไปความเร็วการทำงานจะถูกจำกัดไว้ที่ 80% ของความเร็ววิกฤต ซึ่งเป็นข้อจำกัดความเหมาะสมสำหรับการใช้งานที่ความเร็วสูง
• แรงบิดไม่มีประสิทธิภาพ: แรงเสียดทานสูงทำให้ไม่เหมาะกับการใช้งานที่ต้องการการส่งแรงบิดสูงมาก

5.0คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับสกรูลีด: การดัด การดันกลับ และการหล่อลื่น

5.1ลีดสกรูสามารถงอได้หรือไม่? จะลดความเสี่ยงได้อย่างไร

สกรูลีดอาจโค้งงอได้ภายใต้เงื่อนไขบางประการ โดยส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความยาวและการใช้งานโหลด:

• ความยาวสกรู: ยิ่งสกรูยาวมาก ก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะงอมากขึ้น เนื่องจากมีความแข็งลดลง
• การปฏิบัติตามการโหลด: การใช้สกรูให้อยู่ในเกณฑ์รับน้ำหนักที่กำหนดและปฏิบัติตามคำแนะนำของผู้ผลิต (เช่น ความแม่นยำในการจัดตำแหน่งและวิธีการรองรับ) จะช่วยป้องกันการดัดงอได้
• คำแนะนำการออกแบบ: คำนวณค่าสูงสุดและโหลดต่อเนื่องที่จำเป็นสำหรับตัวกระตุ้นเสมอ เพื่อให้แน่ใจว่าค่าโหลดของสกรูตรงกับการใช้งาน ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของการดัดงอตั้งแต่เริ่มต้น

5.2ลีดสกรูสามารถขับเคลื่อนกลับได้หรือไม่? ประสิทธิภาพเป็นปัจจัยสำคัญ

การย้อนกลับเกิดขึ้นเมื่อโหลดทำให้สกรูหมุน ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ที่ไม่ได้ตั้งใจ การเกิดเหตุการณ์นี้ขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของสกรู:

• ประสิทธิภาพต่ำ (<40%): ในกรณีส่วนใหญ่ การขับถอยหลังจะไม่เกิดขึ้นภายใต้สภาวะปกติหากไม่มีการสั่นสะเทือนจากภายนอก นี่คือเหตุผลที่สกรูลีดหลายตัวจึงล็อคตัวเองได้
• ประสิทธิภาพสูง (>40%): สกรูที่มีการออกแบบเกลียวที่เหมาะสมหรือสกรูที่อยู่ในสภาพแวดล้อมที่เสี่ยงต่อการสั่นสะเทือนอาจเกิดการเคลื่อนตัวกลับ ในกรณีเช่นนี้ ขอแนะนำให้ติดตั้งกลไกเบรกหรือล็อกเพิ่มเติม

5.3สกรูลีดต้องหล่อลื่นหรือไม่? แนวทางการบำรุงรักษา

ความต้องการการหล่อลื่นแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับการออกแบบและสภาพแวดล้อมการทำงาน:

สกรูหล่อลื่นตัวเอง: สกรูลีดบางตัวในแอคชูเอเตอร์ไฟฟ้ามีการหล่อลื่นไว้ล่วงหน้าและไม่จำเป็นต้องหล่อลื่นเพิ่มเติมตลอดอายุการใช้งาน โดยจะต้องใช้งานภายในสภาวะที่ได้รับการจัดอันดับ

สภาพแวดล้อมที่ใช้งานหนักหรือรุนแรง: สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีภาระงานสูง ความเร็วสูง หรือมีฝุ่นละออง/ความชื้น จำเป็นต้องมีการหล่อลื่นเป็นระยะๆ

หลีกเลี่ยงการใช้จารบีปนเปื้อนซึ่งจะเร่งการสึกหรอ

พิจารณาใช้สารหล่อลื่นแบบฟิล์มแห้งหรือทาจารบีสะอาดบางๆ ซ้ำหลังการบำรุงรักษา

น็อตบรอนซ์: แม้ว่าจะหล่อลื่นได้เองตามธรรมชาติ แต่ถั่วบรอนซ์ก็ยังได้รับประโยชน์จากจารบีชนิดเบาเพื่อให้ทำงานได้อย่างราบรื่นและยืดอายุการใช้งาน

6.0การเลือกวัสดุสำหรับสกรูลีด: จากเหล็กกล้าคาร์บอนไปจนถึงพลาสติก

การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการใช้งาน เช่น การรับน้ำหนัก สภาพแวดล้อม ความแม่นยำ และต้นทุน วัสดุทั่วไปและคุณสมบัติต่างๆ มีดังนี้:

หมายเหตุ: ในบางกรณี สกรูลีดจะได้รับการปรับปรุงด้วยการเคลือบพื้นผิว (เช่น PTFE) เพื่อปรับปรุงความทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและลดความต้องการการหล่อลื่น

6.1การประยุกต์ใช้ของสกรูลีด: จากอุตสาหกรรมสู่การเคลื่อนที่เชิงเส้นในชีวิตประจำวัน

ด้วยข้อได้เปรียบต่างๆ เช่น ความคุ้มค่า ความสามารถในการล็อคตัวเอง และความสามารถในการปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่หลากหลาย ลีดสกรูจึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา เมื่อใดก็ตามที่ต้องการการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ราบรื่นและควบคุมได้ ลีดสกรูสามารถนำมาใช้:

6.2การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรม:

• เครื่องมือกล: การวางตำแหน่งโต๊ะทำงานและฟีดเครื่องมือในเครื่องกลึง เครื่อง CNC และเครื่องกัด
• ระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์: ระบบขับเคลื่อนร่วมในหุ่นยนต์อุตสาหกรรม การผลักวัสดุในสายการผลิตอัตโนมัติ
• เครื่องจักรกลหนัก: การถ่ายโอนแรงในเครื่องอัดสกรูและแม่แรง กลไกการยึดในอุปกรณ์ยึดและแท่นจับยึด
• การผลิตที่แม่นยำ: การวางตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูงในเครื่องพิมพ์ 3 มิติ เครื่องแกะสลัก และระบบสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็ว

6.3การใช้งานสำหรับผู้บริโภคและในชีวิตประจำวัน:

• อุปกรณ์ภายในบ้าน: ไดรฟ์เชิงเส้นในโต๊ะปรับความสูง มอเตอร์ม่าน และล็อคอัจฉริยะ
• อุปกรณ์สำนักงาน: การป้อนกระดาษและการวางตำแหน่งเลนส์ในเครื่องพิมพ์และเครื่องสแกนเนอร์
• การขนส่ง: ตัวกระตุ้นเชิงเส้นสำหรับการปรับเบาะรถยนต์และการทำงานของซันรูฟ

6.4การประยุกต์ใช้ทางการแพทย์:

• อุปกรณ์ถ่ายภาพทางการแพทย์: การจัดตำแหน่งเตียงผู้ป่วยในเครื่องเอกซเรย์, MRI และ CT
• การผ่าตัดแบบแผลเล็ก: การเคลื่อนไหวระดับไมโครที่แม่นยำในเครื่องมือผ่าตัดอัตโนมัติ
• การจัดส่งยา: กลไกการกำหนดปริมาณยาในอุปกรณ์จ่ายยาแม่นยำ

หมายเหตุ: สามารถผลิตสกรูลีดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กได้ถึง 0.5 มม. หรือเล็กกว่านั้น เพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดการย่อส่วนในทางการแพทย์และสาขาเฉพาะทางอื่นๆ

7.0ลีดสกรูเทียบกับบอลสกรู: การเลือกส่วนประกอบการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ถูกต้อง

ทั้งลีดสกรูและบอลสกรูสามารถเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้นได้ แต่โครงสร้างและสมรรถนะของทั้งสองแตกต่างกันอย่างมาก การเลือกควรพิจารณาตามข้อกำหนดการใช้งาน:

8.0เลือกลีดสกรูให้เหมาะสมอย่างไร? พารามิเตอร์สำคัญและเคล็ดลับการเลือก

การเลือกสกรูลีดควรพิจารณาจากข้อกำหนดของการใช้งาน โดยให้ความสนใจเป็นพิเศษกับพารามิเตอร์ที่สำคัญต่อไปนี้ เพื่อให้แน่ใจว่าประสิทธิภาพการทำงานตรงกับความต้องการของระบบ:

8.1ความสามารถในการรับน้ำหนัก: ตรงกับโหลดสูงสุดและโหลดต่อเนื่อง

• โหลดสูงสุด:แรงที่เกิดขึ้นในขณะนั้นระหว่างการเร่งความเร็วหรือลดความเร็วอย่างกะทันหัน (อาจสูงถึง 5 เท่าของภาระต่อเนื่อง)
• โหลดต่อเนื่อง:ค่าเฉลี่ยของโหลด (ค่า RMS) ที่กระทำต่อน็อตในแต่ละช่วงเวลา ซึ่งจะกำหนดอายุการใช้งาน L10 ของสกรูโดยตรง
• แนวทางการใช้วัสดุ:โดยทั่วไปแล้วน็อตพลาสติกจะรับน้ำหนักได้ ≤150 กก. ในขณะที่น็อตทองสัมฤทธิ์จะรับน้ำหนักได้หลายตัน ควรเลือกตามสภาพการรับน้ำหนักจริงเสมอ

8.2ความเร็ว: ดำเนินการภายในช่วงความเร็ววิกฤต

ความเร็วในการทำงานสูงสุดจะถูกจำกัดด้วยความเร็ววิกฤตของสกรู (หากเกินกว่านี้ จะทำให้เพลาสั่นสะเทือนมากเกินไปและเสี่ยงต่อความปลอดภัย)

ความเร็วการทำงานที่แนะนำ ≤ 80% ของความเร็ววิกฤต ความเร็วการทำงานที่ต่ำลงช่วยลดการสะสมความร้อนและลดความจำเป็นในการใช้รอบการทำงานที่สั้นลง

8.3ปัจจัยความดัน-ความเร็ว (ค่า PV): ป้องกันความเสียหายจากความร้อนสูงเกินไป

ปัจจัย PV คือผลคูณของแรงดันพื้นผิว × ความเร็วในการเลื่อนที่อินเทอร์เฟซน็อต-สกรู และถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับชุดประกอบสกรูลีดโพลีเมอร์

โหลดที่สูงขึ้นต้องลดความเร็วลงเพื่อหลีกเลี่ยงความร้อนจากแรงเสียดทานและความเสียหายถาวร

ความเร็วที่สูงขึ้นต้องลดโหลดเพื่อให้แน่ใจว่าค่า PV จริงยังคงต่ำกว่าขีดจำกัด PV ของวัสดุ ทำให้มีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น

8.4ความเข้ากันได้ทางสิ่งแวดล้อม: พิจารณาระดับ IP และวัสดุ

สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (ฝุ่น ความชื้น การกัดกร่อน) ขอแนะนำให้ใช้สกรูสแตนเลสหรือสกรูเคลือบ PTFE โดยใส่ใจกับระดับ IP (ทนฝุ่นและน้ำ)

สำหรับสภาพแวดล้อมที่สะอาด (ทางการแพทย์ อิเล็กทรอนิกส์) สกรูพลาสติกหรืออลูมิเนียมมีข้อดีในเรื่องการลดน้ำหนักและการทำงานที่เงียบ

8.5ประเภทเกลียว: ประสิทธิภาพการจับคู่และทิศทางการโหลด

• เกลียวสี่เหลี่ยมสำหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง
• เกลียวค้ำยันสำหรับรับน้ำหนักหนักแบบทิศทางเดียว
• เกลียวเอคมี (รูปสี่เหลี่ยมคางหมู) สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมทั่วไป

9.0บทสรุป

• เทคโนโลยีที่ได้รับการยอมรับ
  สกรูลีดเป็นโซลูชันการเคลื่อนที่เชิงเส้นที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว โดยประสิทธิภาพได้รับอิทธิพลอย่างมากจากเทคนิคการผลิต เช่น การรีดเกลียวความแม่นยำ CNC และการรีดเกลียว 3 แม่พิมพ์
• การพิจารณาเลือก
  การเลือกสกรูที่เหมาะสมต้องพิจารณาจากต้นทุน ความต้องการโหลด ความต้องการความแม่นยำ และสภาพแวดล้อม
• แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด
  • เหมาะสำหรับ: โหลดปานกลางถึงเบา การเคลื่อนที่ความเร็วต่ำ การวางแนวตั้ง และโครงการที่คำนึงถึงต้นทุน
  • ไม่เหมาะสำหรับ: การใช้งานความเร็วสูง ความแม่นยำสูง หรืองานต่อเนื่อง ซึ่งบอลสกรูหรือระบบขั้นสูงอื่นๆ อาจเหมาะสมกว่า

 

 อ้างอิง

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

www.progressiveautomations.com/blogs/how-to/คำถามเกี่ยวกับสกรูตะกั่วที่ถาม-ตอบ

ractory.com/lead-screws/

kiwimotion.co.uk/บทความทางเทคนิค/บอลสกรู/บอลสกรูเทียบกับลีดสกรู/

blog.igus.ca/2021/06/03/สกรูตะกั่วคืออะไร/