بال اسکرو

بال اسکرو Ball Screw

بال اسکرو وسیله ای مکانیکی است برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی با کمترین اصطکاک ممکن. ساختار ظاهری بال اسکرو شبیه یک مجموعه پیچ و مهره است که گوی به عنوان مهره و شافت رزوه شده به عنوان پیچ عمل می کند.

شفت رزوه دار مارپیچی، مسیر حرکت ساچمه هایی را فراهم می سازد که قسمت لغزنده بال اسکرو (مهره) بر روی آنها به حرکت در می آید. گوی در بال اسکرو به گونه ای ساخته شده است که امکان چرخش ساچمه ها را در داخل خود فراهم می سازد. به طوری که در مدت حرکت گوی بر روی شفت، ساچمه ها در داخل گوی به گردش در می آیند. 

 

بال اسکروها علاوه بر اینکه در برابر اعمال بارهای فشاری مقاومت می کنند، می توانند با کمترین اصطکاک داخلی کار کنند. با توجه به اینکه این ابزار باعث ایجاد تلرانس های دقیق می شود، در موقعیت هایی که دقت های بالایی لازم است مناسب هستند. بال اسکروها در عین کاهش اصطکاک، می توانند با مقداری پیش بار کار کنند که باعث حذف لقی بین ورودی (چرخش) و خروجی (حرکت خطی) است. این ویژگی زمانی لازم است که از آنها در سیستم های کنترل حرکت کامپیوتری نظیر ماشین ابزار CNC و کاربردهای حرکت بسیار دقیق (مانند wire bonding) استفاده می شود. 
اصطکاک کم در بال اسکروها بازده مکانیکی بالایی را در مقایسه با دیگر ابزارها دارند. یک نمونه بال اسکرو در مقابل بازده 50 درصدی یک لید اسکرو (پیچ انتقال قدرت ساده) با همان ابعاد، می تواند 90 درصد بازدهی داشته باشد. 
شافت بال اسکرو ممکن است از طریق نوردکاری که پر بازده، کم دقت، ارزان و محصول حاصل از آن از دیدگاه مکانیکی مقرون به صرفه است، ساخته شده باشد. بال اسکروهای نوردکاری شده دارای دقت چند هزارم اینچ در یک فوت هستند. 

 

عوامل موثر در انتخاب بال اسکرو:
1- میزان بار مکانیکی که قرار است بر سیستم اعمال شود. 
2- دقت مورد نیاز
3- تجهیزات مورد استفاده برای جاسازی و نصب. 
4- شرایط محیطی محل استفاده

 

معایب بال اسکرو:
1- به دلیل اصطکاک کم بین پیچ و مهره، مکانیزم خودقفل نیست. به این معنا که می توان با حرکت دادن خطی مهره بر روی پیچ، پیچ را به گردش وادار کرد. در حالی که در پیچ انتقال قدرت ساده (لید اسکرو) فقط چرخش شفت می تواند باعث حرکت خطی مهره شود و حرکت معکوس آن ممکن نیست. 

2- از معایب دیگر بال اسکرو که آن نیز به دلیل اصطکاک کم بین پیچ و مهره است، آن است که اپراتور به صورت دستی نمی تواند به راحتی چرخشی را ایجاد کند که باعث حرکت مهره با سرعت ثابت بشود. لذا معمولا از بال اسکرو در ماشین هایی استفاده می شود که گردش شفت به کمک موتور با سرعت گردش ثابت تأمین شود. 

3- هزینه بالای بال اسکرو نسبت به پیچ ساده نیز از معایب بال اسکرو است، هرچند که این هزینه با نیاز به انرژی کمتر برای انجام کار جبران می شود. 

4- بال اسکرو نیازمند به روغن کاری دائم و همچنین محافظت در برابر گرد و خاک و ذرات خارجی است. 

5- آسیب دیدن قطعات آن باعث ایجاد اشکال در عملکرد می شود. در حالی که پیچ انتقال قدرت ساده، انعطاف عملکردی بیشتری در برابر آسیب دیدگی فیزیکی دارد.

 

برای نمایش کلیپ اموزشی کلیک کنید(آشنایی با حرکات بال اسکرو و بال اسپیلاین در ربات اسکارا)