انواع بال اسکرو و دسته‌بندی‌های مختلف آن

یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های حرکتی خطی، بال اسکرو ، به انواع و دسته‌بندی‌های مختلفی تقسیم می‌شوند. هر یک برای کاربردهای خاصی طراحی شده‌اند. انتخاب صحیح بال اسکرو می‌تواند دقت، سرعت و کارایی سیستم‌های مکانیکی را به طرز چشمگیری بهبود بخشد. در این مقاله، به بررسی انواع بال اسکرو از جنبه‌های مختلف شامل تکنولوژی ساخت، از نظر دقت، از نظر نوع مهره، از نظر جنس و... می‌پردازیم.

انواع بال اسکرو از نظر تکنولوژی ساخت

• بال اسکرو نورد شده | Rolled ball screws: این نوع با استفاده از فرآیند نورد تولید می‌شود و به دلیل هزینه کمتر، برای کاربردهایی با دقت پایین تا متوسط مناسب است.

• بال اسکروهای سنگ‌زده شده | Ground Ball Screws: این نوع با فرآیند سنگ‌زنی تولید شده و دقت بالاتری دارد. معمولاً در ماشین‌آلات CNC و سیستم‌های حساس استفاده می‌شود.

• بال اسکروهای تراش‌خورده | Machined Ball Screws: این نوع با ماشین‌کاری تولید شده و برای کاربردهایی که بین دقت و هزینه تعادل می‌خواهند، انتخاب می‌شود.

انواع بال اسکرو از نظر دقت

بال اسکروها بر اساس دقت ساخت به کلاس‌های مختلفی مانند C0، C3، و C7 تقسیم می‌شوند. هرچه عدد کلاس کوچک‌تر باشد، دقت بالاتر است.

• کلاس C0 و C1: مناسب برای سیستم‌های بسیار دقیق مانند ابزارهای اندازه‌گیری.

• کلاس C3 و C5: برای کاربردهای صنعتی معمولی مانند دستگاه‌های CNC.

• کلاس C7 و بالاتر: مناسب برای کاربردهایی با دقت کمتر، مانند تجهیزات انتقال قدرت.

انواع بال اسکرو از نظر نوع مهره

بال اسکروها از نظر نوع مهره به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: مهره‌های استاندارد که طراحی ساده دارند، مهره‌های پیش‌بارگذاری شده که برای حذف لقی و افزایش دقت استفاده می‌شوند، و مهره‌های دوبل که برای استحکام بیشتر و کاهش لقی در سیستم‌های حساس به کار می‌روند. انتخاب نوع مهره به دقت و عملکرد مورد نیاز بستگی دارد.

1. مهره‌های استاندارد: این نوع مهره‌ها دارای طراحی ساده و معمولی هستند و برای کاربردهای عمومی و کم‌هزینه مناسب‌اند. در این مهره‌ها ممکن است مقدار کمی لقی وجود داشته باشد، اما برای سیستم‌هایی که دقت بالا نیاز ندارند، کافی و کارآمد هستند.
2. مهره‌های پیش‌بارگذاری شده: در این نوع، یک نیروی پیش‌بارگذاری بین مهره و شفت ایجاد می‌شود که باعث حذف لقی می‌گردد. این مهره‌ها دقت و صافی حرکت را افزایش داده و در کاربردهای حساس مانند ماشین‌آلات CNC، سیستم‌های دقیق و ابزارآلات پزشکی استفاده می‌شوند.
3. مهره‌های دوبل: این نوع مهره شامل دو مهره مستقل است که با یک فاصله‌دهنده یا فنر به هم متصل می‌شوند. طراحی آن به گونه‌ای است که لقی به حداقل می‌رسد و برای سیستم‌هایی با بار سنگین یا کاربردهایی که استحکام و دقت بالا لازم است، ایده‌آل هستند.
4. مهره‌های گردش داخلی: در این مهره‌ها، گلوله‌ها (Ball) به صورت داخلی درون مهره گردش می‌کنند. این طراحی فشرده‌تر است و برای سیستم‌هایی با فضای محدود مناسب می‌باشد.
5. مهره‌های گردش خارجی: در این نوع، مسیر گلوله‌ها به صورت خارجی از طریق لوله یا شیار بازگشت انجام می‌شود. این طراحی برای کاربردهایی با بارهای سنگین و نیاز به حرکت طولانی و پیوسته مناسب است.
6. مهره‌های فلنج‌دار: این مهره‌ها دارای یک فلنج در پایه خود هستند که نصب و تثبیت آن‌ها را آسان‌تر می‌کند. این نوع اغلب در کاربردهایی که نیاز به پایداری بیشتر وجود دارد، استفاده می‌شود.

انواع بال اسکرو از نظر طول محور پیچ

بال اسکروها از نظر طول محور پیچ به نوع کوتاه (برای فضاهای محدود و کاربردهای کوچک) و نوع بلند (برای مسافت‌های طولانی و ماشین‌آلات بزرگ) تقسیم می‌شوند. طول محور پیچ بر اساس نیاز حرکتی و ساختار دستگاه انتخاب می‌شود.

1. بال اسکروهای کوتاه: این نوع بال اسکروها معمولاً برای کاربردهایی با فضای محدود یا حرکت‌های کوتاه طراحی شده‌اند. طول محور پیچ در این مدل کوتاه است و مناسب برای سیستم‌های کوچکی که نیاز به دقت بالا و جابجایی‌های سریع دارند. استفاده از این نوع در دستگاه‌های کوچک یا ماشین‌آلات با ابعاد محدود مرسوم است.

• بال اسکروهای بلند: این نوع بال اسکروها برای انتقال حرکت‌های طولانی‌تری طراحی شده‌اند. طول محور پیچ در این مدل بلندتر است و برای کاربردهایی که نیاز به جابجایی‌های بیشتر و حرکت‌های دقیق در مسافت‌های طولانی دارند، انتخاب می‌شود. این نوع بال اسکروها در ماشین‌آلات صنعتی، دستگاه‌های CNC و سیستم‌های دقیق با نیاز به حرکت‌های خطی طولانی کاربرد دارند.

انواع  بال اسکروها از نظر جنس

بال اسکروها از نظر جنس به انواع فولادی، ضد زنگ (استیل) و کامپوزیتی تقسیم می‌شوند. بال اسکروهای فولادی برای کاربردهای عمومی، بال اسکروهای ضد زنگ برای محیط‌های خورنده، و بال اسکروهای کامپوزیتی برای کاربردهای سبک وزن و خاص استفاده می‌شوند.

• بال اسکروهای فولادی: این نوع بال اسکروها از فولاد آلیاژی ساخته می‌شوند و برای کاربردهای عمومی صنعتی مناسب هستند. فولاد استفاده شده در این بال اسکروها معمولاً با روکش کروم یا نیترید تقویت می‌شود تا مقاومت به سایش و عمر طولانی‌تری داشته باشند. این نوع بال اسکروها در ماشین‌آلات CNC، سیستم‌های انتقال حرکت و کاربردهای صنعتی معمولی به کار می‌روند.

• بال اسکروهای ضدزنگ: این بال اسکروها از جنس فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند و در محیط‌هایی که با رطوبت، آلودگی یا مواد شیمیایی خورنده در تماس هستند، به کار می‌روند. جنس ضدزنگ این بال اسکروها باعث می‌شود تا در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم باشند و عمر مفید بیشتری داشته باشند. کاربردهای این نوع بیشتر در صنایع دارویی، غذایی و محیط‌های مرطوب است.

• بال اسکروهای کامپوزیتی: این بال اسکروها از جنس فولاد ضدزنگ ساخته می‌شوند و در محیط‌هایی که با رطوبت، آلودگی یا مواد شیمیایی خورنده در تماس هستند، به کار می‌روند. جنس ضدزنگ این بال اسکروها باعث می‌شود تا در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاوم باشند و عمر مفید بیشتری داشته باشند. کاربردهای این نوع بیشتر در صنایع دارویی، غذایی و محیط‌های مرطوب است.

انواع بال اسکرو از نظر شکل ظاهری

بال اسکروها از نظر شکل ظاهری به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند. بال اسکروهای ساده که دارای طراحی پایه و بدون پیچیدگی هستند، و بال اسکروهای ویژه که با طراحی‌های خاص برای کاربردهای ویژه مانند کاهش اصطکاک یا افزایش تحمل بار ساخته می‌شوند. انواع بال اسکرو های ویژه:

• بال اسکروهای ساده | Standard Ball Screws: طراحی معمولی و ساده برای کاربردهای عمومی.

• بال اسکروهای دوتایی | Double Nut Ball Screws: دارای دو مهره برای کاهش لقی و افزایش دقت.

• بال اسکروهای توخالی | Hollow Ball Screws: طراحی شده برای عبور مایعات یا کابل‌ها از داخل محور.

• بال اسکروهای باز | Open Ball Screws: دارای طراحی بدون پوشش برای کاربردهای سبک و سرعت بالا.

• بال اسکروهای بسته | Closed Ball Screws: دارای پوشش برای جلوگیری از ورود آلودگی و افزایش عمر مفید.

سایر مدل‌­های بال اسکرو

انتخاب مدل مناسب بال اسکرو به نیاز خاص هر کاربرد بستگی دارد. مدل‌های مختلف بال اسکرو مانند دوتایی، توخالی، باز و بسته هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند که می‌توانند عملکرد سیستم را از نظر دقت، استحکام و عمر مفید بهبود بخشند. بنابراین، انتخاب درست بال اسکرو با توجه به عواملی مانند بارگذاری، سرعت، دقت و شرایط محیطی می‌تواند تأثیر زیادی بر بهینه‌سازی عملکرد دستگاه‌ها و کاهش هزینه‌های نگهداری داشته باشد.

• بال اسکرو سنگین | Heavy Duty Ball Screw: نوعی بال اسکرو است که برای تحمل بارهای سنگین و شرایط عملکردی شدید طراحی شده و به طور معمول در ماشین‌آلات صنعتی و تجهیزات با نیاز به قدرت بالا استفاده می‌شود.

• بال اسکرو با سرعت بالا | High Speed Ball Screw: بال اسکروهای با سرعت بالا طراحی شده‌اند تا حرکت سریع و دقیق را در سیستم‌های مکانیکی فراهم کنند، بدون اینکه دچار مشکلات حرارتی یا اصطکاک زیاد شوند.

• بال اسکرو خنک شده | Cooled Ball Screw: به سیستم‌هایی اطلاق می‌شود که برای کاهش دما و جلوگیری از افزایش حرارت در حین عملکرد، از تکنولوژی‌های خنک‌کنندگی مانند جریان مایع یا هوا استفاده می‌کنند.

• بال اسکرو با مهره چرخان | Nut Rotating Ball Screw: نوعی بال اسکرو است که در آن مهره به جای محور، چرخش می‌کند و حرکت خطی را از طریق چرخش مهره و تعامل با مهره‌های گوی‌دار ایجاد می‌کند.

• بال اسکرو خود روان کننده | Self lubricating ball screw: بال اسکرو خود روان کننده نوعی بال اسکرو است که دارای پوشش یا مواد خاصی است که به طور خودکار روانکاری می‌کنند و نیاز به روغن‌کاری خارجی را کاهش می‌دهند.

• بال اسکرو بی صدا | Silent Ball Screw: نوعی بال اسکرو است که با طراحی خاص و استفاده از مواد ویژه، تولید صدا و لرزش را به حداقل می‌رساند، به طوری که برای کاربردهای حساس به صدا مانند دستگاه‌های پزشکی یا آزمایشگاهی مناسب است.

آکادمی پارتینه با توجه به اهمیت این موضوع، به شما کمک می‌کند تا با شناخت دقیق انواع بال اسکرو، فرآیندهای صنعتی خود را بهینه‌سازی کنید.