انتخاب بال اسکرو

10 / 10
از 1 کاربر
« بازگشت به لیست مقالات | ﺳﻪشنبه 28 خرداد 1398 |

انتخاب بال اسکرو

برای انتخاب بال اسکرو مناسب وکار آمد باید به فاکتورهای مختلفی توجه کرد که بی شک تاثیر زیادی دارند. قبل از توصیح در مورد نحوه انتخاب بال اسکرو شرح کوتاهی از بال اسکرو داده میشود : بال اسکرو(Ball Screw) یک وسیله مکانیکی است که با کمترین اصطحکاک ممکن حرکت چرخشی را به حرکت خطی تبدیل می کند و همچنین بهره وری بالایی را فراهم می اورد.
بر این اساس باید در انتخاب بال اسکرو بیشترین دقت لازم انجام شود پیش از انتخاب بال اسکرو، لازم است که هر یک از این فاکتورها مورد بررسی قرار گرفته و اهمیت و جایگاه هر یک مشخص شود. برای انتخاب بال اسکروکاربردی تر برای طراحی مناسب یک قطعه صنعتی مستلزم شناخت صحیحی از پارامترهای آنها می باشد.
عدم توجه به هر یک از این فاکتورها در انتخاب بال اسکرو می¬تواند به عدم کارآیی مطلوب و عملکرد دور از انتظار سیستم منجر شود. مهم ترین این فاکتورها عبارت اند از :


بار و گشتاور اعمالی به بال اسکرو

در انتخاب بال اسکرو مناسب برای یک مکانیزم، توجه به بار (نیرو) و گشتاور اعمالی بر روی آن بسیار مهم است. آگاهی از اندازه این نیرو و گشتاور، علاوه بر آنکه به انتخاب بال اسکرو کمک می کند، بلکه در انتخاب عملگر ایجاد کننده حرکت دورانی سیستم (موتور) نیز حائز اهمیت است.مقدار نیروی محوری ایجاد شده، با گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن آن از طریق رابطه زیر به یکدیگر مرتبط می شوند:


در این رابطه، T گشتاور موجود بر روی پیچ بر حسب نیوتون متر، Fa نیروی محوری جلوبرنده برحسب نیوتون، l پیشروی پیچ برحسب متر و η راندمان مورد انتظار بال اسکرو هستند. نیروی جلوبرنده نیز خود از رابطه زیر به دست می آید:در این رابطه، FM نیروی ماشین کاری، Ff نیروی اصطکاک، Fi نیروی اینرسی و Fg نیروی گرانش هستند.


انتخاب بال اسکرو باید به گونه ای باشد که به ازای نیروی محوری موجود بر روی آن، رابطه زیر همواره برقرار باشد:
در این رابطه، fs ضریب ایمنی استاتیکی (مطابق جدول زیر) و Coa ضریب بار پایه استاتیکی است که از روی کاتالوگ های انتخابی بال اسکرو قابل دستیابی است. این ضریب برابر با مقدار نیروی محوری است که درصورت اعمال به بال اسکرو، تغییر شکلی معادل با 0.0001 قطر ساچمه های فلزی را در آن ها ایجاد می کند.



عدم کمانش (Buckling) محور بال اسکرو


ساختار و هندسه بال اسکرو به شکلی است که همواره خطر وقوع کمانش در محور آن (پیچ) وجود دارد. در انتخاب بال اسکرو این مسئله باید مورد توجه قرار بگیرد. افزایش قطر پیچ انتخابی، کمتر درنظر گرفتن پیشروی آن، تعویض جنس و درنهایت تغییر شرایط تکیه گاه های نگهدارنده بال اسکرو از جمله عواملی هستند که می توانند خطر وقوع کمانش در بال اسکرو را به حداقل برسانند.
رابطه کمانش به صورت زیر است :
در این رابطه Pl نیروی ایجاد کمانش برحسب نیوتون، lb فاصله بین تکیه گاه ها برحسب متر، E مدول الاستیسیته برحسب پاسکال، I ممان اینرسی سطح مقطع پیچ برحسب m4 و λ ضریب مربوط به شرایط تکیه گاهی است که برای حالت ثابت-آزاد معادل 0.25 و برای حالت ثابت-ثابت معادل 4 است.

حداکثر سرعت در بال اسکرو


هنگامی که سرعت دورانی و به دنبال آن سرعت حرکت خطی در بال اسکرو از حد مشخصی بیشتر شود، امکان وقوع ارتعاشات بسیار شدید در آن افزایش می یابد که این مسئله می تواند منجر به وارد آمدن آسیب های جدی به آن شود. به همین دلیل این مسئله باید در انتخاب بال اسکرو مورد توجه قرار بگیرد. مقدار سرعت بحرانی بال اسکرو از رابطه زیر به دست می آید:
در این رابطه، nc سرعت بحرانی دورانی برحسب دور در دقیقه، lb فاصله بین تکیه گاه های نگهدارنده بال اسکرو برحسب متر، E مدول الاستیسیته برحسب پاسکال، I ممان اینرسی سطح مقطع پیچ برحسب m4، ρ چگالی برحسب کیلوگرم بر متر مکعب، A سطح مقطع برحسب متر مربع و λ ضریب مربوط به شرایط تکیه گاهی است که برای حالت ثابت-آزاد معادل 1.875، ساپورت-ساپورت برابر 3.142، ثابت-ساپورت برابر 3.927 و برای حالت ثابت-ثابت معادل 4.730 است.
علاوه بر آنکه انتخاب بال اسکرو باید به شکلی باشد که سرعت بحرانی در آن به وقوع نپیوندد، این انتخاب باید به گونه ای باشد که رابطه زیر (که به آن ارضای شرط ضریب DN می گویند) نیز در هنگام عملکرد آن برقرار باشد. در این رابطه D قطر ساچمه های فلزی برحسب میلی متر و N سرعت حرکت دورانی برحسب دور در دقیقه است.

عمر مفید مورد انتظار از بال اسکرو

عمر مفید بال اسکرو همچون بسیاری از وسایل مکانیکی دیگر به عوامل مختلفی وابسته است. در بال اسکرو معیار عمر مفید تعداد دوران های آن پیش از وقوع خرابی و از کار افتادن است. برای توصیف عمر مفید بال اسکرو می توان از رابطه زیر استفاده نمود:
در این رابطه L طول عمر مفید برحسب دور، Ca ضریب بار دینامیکی برحسب نیوتون و fW ضریب بار (مطابق جدول زیر) هستند.ضریب بار دینامیکی یا Ca، نیرویی است که اگر به مجموعه ای از بال اسکروها به صورت یکسان اعمال شود، حداقل 90 درصد از آن ها عمری بیش از 1 میلیون دور خواهند داشت. مقدار این ضریب از جداول مربوط به انتخاب بال اسکروها قابل دستیابی است.

دقت بال اسکرو


از آنجا که مقدار حرکت خطی مهره را اندازه پیشروی آن تعیین می کند، باید در انتخاب بال اسکرو به آن توجه کرد تا حداقل نیازهای ما را برآورده کند.
درهنگام خریدبا قیمت مناسب و با کیفیت عالی درانواع بال اسکرو میتوان از دو برند که در بازار کنونی از برندهای به نام می باشدو همچنینبال اسکرو جی تن تایوان (gten)در سایت شرکت تام باهر هم ملاحظه و بررسی کرد،اطلاعات فنی و لیست قیمت راهم مهندسین فنی شرکت در اختیار متقاضیان گرامی قرار میدهند.