لید اسکرو چیست؟
تبدیل نوع حرکت های مکانیکی به یکدیگر همواره یکی از دغدغه های اصلی مهندسان بوده است که به لطف مکانیزم های طراحی شده ی گوناگون، این امر به پیشرفت در صنعت و طراحی و ساخت دستگاه های گوناگون منجر شده است. یکی از این مکانیزم ها تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی و یا حتی عکس آن است که برخی از مهندسان بر این بر این باور اند که این مکانیزم برای اولین بار توسط کارگران در مصر باستان به کار گرفته است.
اما ببینیم لید اسکرو چیست؟ لید اسکرو یا همان پیچ انتقال قدرت که در زبان انگلیسی با نام های power screw و translation screw نیز شناحته می شود قطعه ای مکانیکی و یکی از مکانیزم های اصلی در تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی است که کاربرد بسیار گسترده ای در صنعت دارد.
لیداسکرو ها عموما از پیچ رزوه دار و یک مهره تشکیل شده اند که ممکن است در نگاه اول بسیار ساده و پیش پا افتاده به نظر برسند اما در واقع کاربرد های گوناگون این قطعه، آن را به یک قطعه ی مکانیکی با حساسیت تبدیل کرده است .
در تصویر زیر نوعی از لید اسکرو ها و اجزای تشکیل دهنده ی آن را مشاهده می کنید.
انواع لیداسکرو ها
انواع لید اسکرو ها بر اساس جنس آنها و نوع رزوه های به کار گرفته شده در آنها تقسیم می شوند:
جنس لیداسکروها
جنس این محصولات بر اساس کاربرد آنها انتخاب می شود. میله ی لید اسکرو ها عموما از جنس فولاد، فولاد ضد زنگ یا همان stainless steel و آلومینیوم ساخته می شوند. میله های فولادی اغلب در دستگاه تراش و دستگاه های CNC که فشار بیشتری بر روی آنها وارد می شود استفاده می شوند تا در طول زمان از شکل خود خارج و دچار شکستگی نشوند. میله های آلومینیومی نیز در اکثر مواقع در پرینترهای سه بعدی و دستگاه های CNC کوچک استفاده می شوند چرا که در این دستگاه ها لید اسکرو ها فشار زیادی را متحمل نمی شوند و سبک بودن آلومینیوم نیز عملکرد دستگاه را بهبود می بخشد.
اما جنس به کار رفته در مهره های لیداسکرو نیز از اهمیت زیادی برخوردار است. این مهره ها از جنس برنج، آلومینیوم، آهن، برنز و حتی پلاستیک ساخته می شوند. استفاده از برنج و آلومینیوم در مهره ها به سبب جلوگیری از خوردگی میله لید اسکرو و همچنین در دسترس بودن و راحتی در امر تولید آنها است. پایین بودن ضریب اصطکاک، استحکام و مقاومت در برابر خوردگی از عوامل استفاده از آلیاژ برنز در مهره ی لید اسکرو ها است اما نا گفته نماند که هزینه های استفاده از آلیاژ برنز به مراتب بیشتر از فلز های دیگر مانند آلومینیوم و برنج است که این امر سبب شده است تا کمتر در ساخت دستگاه ها از آن استفاده شود. از دیگر جنس های استفاده شده در مهره لیداسکروها پلاستیک است که به منظور عدم سر و صدا هنگام کارکرد، وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی توسط رطوبت و در دستگاه های سبک استفاده می شود. از مهمترین معایب استفاده از مهره های پلاستیکی در لید اسکرو ها می توان به عدم استحکام کافی در آنها و تغییر شکل بعد از کار کرد زیاد اشاره کرد.
نوع رزوه ی لید اسکرو
این سیستم های حرکت خطی بر اساس نوع رزوه ی به کار رفته در آنها به سه نوع : اره ای، مربعی و ذوزنقه ای تقسیم می شوند.
مربعی
لید اسکروهای مربعی به علت هندسه ساخت توانایی انتقال قدرت بیشتری نسبت به سایر دارند و در هر دو جهت رفت و برگشت عملکرد مشابه و خوبی را دارند اما معایبی نیز دارند که از مهمترین آنها پیچیدگی در فرایند تولید آنها و به دنبال آن بالا تر بودن قیمت آن نسبت به انواع دیگر است.
نوعی پیچ لیداسکرو مربعی
ذوزنقه ای
در لیداسکرو ها با رزوه ی ذوزنقه ای به دلیل شکل هندسی ذوزنقه و دو ضلع مورب آن، ساییدگی و اصطکاک بین میله و مهره کاهش یافته و به عملکرد و افزایش سرعت انتقال حرکت آن کمک شایانی می کند.
اره ای
در نوع اره ای انتقال حرکت تنها در یک جهت انجام میگیرد. با وجود سادگی در روش تولید این نوع از لید اسکرو ها نسبت به سایر، کاربرد محدودتری نسبت به آنها دارند و آن هم به دلیل محدودیت در جهت انتقال حرکت است.
تصویر مقطع انواع رزوه ها
کاربرد پیچ و مهره لید اسکرو چیست؟
همان طور که گفته شد لیداسکرو نقش بسیار مهمی را در صنعت و تبدیل حرکت دورانی به حرکت خطی ایفا میکند. حال میخواهیم به کاربردهای آنها در صنایع و دستگاه های گوناگون بپردازیم:
دستگاه CNC
یکی از مهمترین و اساسی ترین قطعات به کار رفته در دستگاه CNC، پیچ و مهره لید اسکرو است، چرا که بدون آنها هیچ حرکت خطی در کار نخواهد بود و امکان هدایت اسپیندل و ساخت قطعه مورد نظر وجود نداشت. لیداسکرو در دستگاه CNC به استپ موتور تحت کنترل سیستم الکترونیکی متصل است که با چرخش این موتور ها، لیداسکرو آنرا به حرکت خطی تبدیل می کنند. لیداسکرو به عنوان محور های X (طولی) و محور های Y (عرضی) عمل میکند و عمل شکل دهی به قطعات موردنظر را میسر می سازند.
پرینتر سه بعدی
عملکرد پیچ و مهره لید اسکرو در دستگاه پرینتر سه بعدی تا حدودی مشابه عملکرد آن در دستگاه CNC است با تفاوت اینکه علاوه بر محور های X و Y، که در دو بعد حرکت می کنند، یک محور Z نیز وجود دارد که به دستگاه پرینتر امکان حرکت کردن در سه بعد را فراهم می کند تا لیداسکرو ها بتوانند مجموعه ی اکسترودر را تحت کنترل واحد الکترونیکی و به وسیله ی استپر موتور ها هدایت، و قطعه ی مورد نظر را تولید کنند.
دستگاه تراش
لیداسکروها یکی از مهمترین اجزای تشکیل دهنده ی دستگاه تراش هستند که وظیفه ی هدایت مجموعه ی مرغک و مجموعه ی سوپرت را در یک راستا و در دو جهت به عهده دارند. پیچ و مهره به کار رفته در دستگاه تراش از جنس فولاد می باشد چرا که باید توانایی تحمل بار زیاد و همچنین حفظ شکل خود در دراز مدت را داشته باشند.
دستگاه پرس
اصلی ترین قطعه در یک دستگاه پرس دستی سیستم انتقال قدرت لید اسکرو می باشد که همانند دستگاه تراش از جنس فولاد ساخته می شود تا توانایی تحمل بار های زیاد را داشته باشد و دچار شکستگی نشود. ناگفته نماند که لیداسکرو ها تنها در دستگاه های پرس دستی کاربرد دارند و از آنها در دستگاه های پرس هیدرولیکی و پنوماتیکی استفاده نمی شود.
جک بالابر خودرو
شاید کمی عجیب به نظر برسد اما کاربرد لید اسکرو در ساده ترین وسایل مانند جک بالا بر خودرو نیز قابل مشاهده است. این سیستم حرکت خطی در جک بالابر خودرو هنگام چرخش، بازوهای جک را جمع می کند و سبب بالا رفتن خودرو می شود.
