بال اسکرو در دستگاه سی ان سی چوب

بال اسکرو یک میله مارپیچ می باشد که با اتصال به موتور محرکه  ی دستگاه های سی ان سی و با چرخیدن به همراه موتور محرکه نیروی مکانیکی موتور را به نیروی حرکتی تبدیل می نماید.

در مقالات قبل در خصوص اجزای مختلف دستگاه سی ان سی نظید محورها – تالو برق – شاسی و …به تفصیل سخن گفتیم و در این مقاله قصد داریم به بالسکرو و اهمیت آن در ماشین های سی ان سی بپردازیم

بال اسکرو چیست

در یک تعریف ساده می توان بال اسکرو را یک دستگاه مکانیکی تعریف کرد که قابلیت تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی را دارا می باشد .

ساختار بال اسکرو به گونه ای است که در برابر بارهای فشاری مقاوم است وهمچنین دارای کمترین میزان اصطکاک داخلی است که این خاصیت باعث بالاتر بودن بازده مکانیکی بال اسکرو در برابر سایر ابزار ها می گردد.

از نظر ظاهری بال اسکرو به مانند  مجموعه پیچ و مهره است که گوی گردان به عنوان مهره عمل می کند و شافت رزوه دار به عنوان پیچ عمل می کند.

شافت رزوه دار که به صورت مارپیچی است دو وظیفه دارد :

۱­ فراهم کردن مسیر حرکت ساچمه ها

۲­ فراهم کردن مسیری جهت حرکت قسمت لغزنده بال اسکرو

گوی قرار گرفته بر روی قسمت متحرک طوری طراحی شده است که امکان حرکت ساچمه ها در آن امکان پذیر باشد و در طی مدت زمانی که گوی بر روی شافت حرکت می کند، ساچمه ها در داخل گوی به چرخش در می آیند.

تاریخچه ی بال اسکرو

کمی قبل تر از ظهور بال اسکرو  به منظور حرکت و عقب جلو بردن میزها از سیستم پیچ و مهره استفاده می شد.

اما به دلیل حرکت های لغزشی که بین پیچ و مهره به وجود می آید شاهد سایش و لغزیدن و در نهایت لق شدن سیستم حرکت هستیم.

لذا با ایجاد تغییراتی در نوع دنده های پیچ و مهره تا حدی این مسئله را حل نمودن به این صورت که به جای استفاده از پیچ و مهره با سطح مقطع مثلثی، از پیچ و مهره با سطح مقطع ذوزنقه ای و تا حدی مستطیلی استفاده کردند. که نمونه ی این نوع پیچ و مهره ها در برخی از میزهای سی ان سی به وفور مشاهده میشود.

معایب استفاده از پیچ ومهره

مشکلی که در این پیچ مهره ها مشاهده می شد این بود که : ♦ برای روانکاری حرکت پیچ بر روی مهره باید یک لقی مشخصی را در نظر گرفته می شد .

♦ به مرور زمان پیچ ها شروع به ساییده شدن می کردند و دقت خود را از دست می دادند و زمانی که پیچ برای مثال چپگرد می شد یک طرف مهره درگیر بود و زمانی که بر عکس پیچ راستگرد می شد ابتدا باید لقی طی می شد یا به طرف دیگر برسد و بعد از آن طرف دیگر درگیر می شد.

در مرحله بعدی سیستمی تحت عنوان لید اسکرو اختراع و به مرحله ی تولید رسید .را حل کند. ساختار این دستگاه به این صورت است که به جای استفاده از یک مهره از دو مهره استفاده شده است .

و در بین این دو مهره فنری قرار گرفته که توسط پیچ های مخصوصی تنظیم می گردد و باعث می شود در تمام حالت ها هر دو سوی مهره ها درگیر باشد و با چپگرد و راستگرد شدن لقی به کمترین میزان خود برسد.

و در مکانی های که پیچ دچار خوردگی شده فنر باز می شود و خود را تنظیم می کند.. این سیستم با تمام مزیت هایی که داشت اما همچنان مشکل لغزش سطوح در آن مشاهده می شد.

مکانیزم کاری بال اسکرو

مکانیزم حرکت بال اسکرو مشابه حرکت بلبرینگ ها است. در این سیستم هیچ گونه لغزشی در بین سطوح مشاهده نمی شود و مبنای حرکت بر اساس غلتش کامل می باشد.

مشکلی که در سیستم پیچ و مهره مشاهده می شد وجود اصطکاک بین سطوح بود و چنانچه نیرویی بالا به سیستم وارد میشد بر طبق فرمول نیروی اصطکاک، میزان اصطکاک بین سطح افزایش می یافت.

و در نتیجه میزان نیروی مورد نیاز جهت چرخش افزایش می یافت. در حالی که در سیستم بال اسکرو اصطکاک در همه حالت ها در کمترین حالت ممکن است چرا که در این جا به جای لغزش ، غلتش داریم.

برای مثال یک جسم بسیار سنگین که جهت جابه جایی آن نیاز به جرثقیل است را چنانچه بر روی بال اسکرو قرار دهیم با فشار دو انگشت به راحتی می توان آن را به حرکت در آورد. در استفاده از سیستم بال اسکرو همیشه به یاد داشته باشید که بال اسکرو یک گیربکس بسیار قوی است.

لذا توجه داشته باشید که در طراحی دستگاه های CNC در انتخاب نوع موتور دقت کافی را داشته باشید و بهتر این است که به طور علمی و اصولی اقدام به انتخاب موتور کنید برای مثال چنانچه بر روی محور x جسمی سنگین قرار داشته باشد .

شما به راحتی با کمترین نیروی دست که به محور بال اسکرو وارد می کنید میتوانید جسم را جا به جا کنید لذا نیاز به موتوری با قدرت بسیار بالا نیست در واقع بال اسکرو کار شما را بسیار هموار نموده است.

در بال اسکرو این ساچمه ها هستند که بین رزوه ها حرکت می کنند و بعد از یک دوران کامل به محل اول خود باز می گردند. مکانیزم حرکت ساچمه های در بال اسکرو به سه حالت مختلف است .

در حالت اول ساچمه ها پس از اینکه به انتهای مهره میرسند توسط یک لوله به ابتدای مسیر باز می گردند و این چرخه ادامه پیدا می کند.

در دو مکانیزم دیگر بازگشت ساچمه ها پس از اتمام هر گام می باشد و تفاوت آن ها در نوع بازگشت ساچمه هاست. که در یکی مسیر بازگشت در داخل مهره تعبیه شده و در دیگری در خارج از مهره تعبیه شده است.

معایب بال اسکرو

به دلیل کم بودن اصطکاک در بال اسکرو ، این دستگاه از قابلیت و مکانیزم خودنگهدار یا خود قفل برخوردار نیست.

به این معنا در صورتی که قسمت پیچ ( یا شفت ) را ثابت نگه داریم و شروع به حرکت مهره کنیم ، میتوانیم حرکت خطی را مشاهده کنیم یعنی با حرکت مهره ، پیچ ( یا شفت ) شروع به چرخش می کند.

در حالی که در لید اسکرو تنها حرکت پیچ ( یا شفت ) است که باعث حرکت خطی مهره می گردد و عکس آن امکان پذیر نیست. همچنین به علت کم بودن اصطکاک بین پیچ و شافت این امکان وجود ندارد که بتوان به راحتی یک حرکت ثابت چرخشی ایجاد کرد.

لذا معمولا بال اسکرو در سیستم هایی استفاده می شود که بتوان با استفاده از یک موتور، سرعتی ثابت ایجاد کرد. بال اسکرو نیازمند بازرسی ها و مراقب های دوره ای است و همچنین در برابر ذرات خارجی باید محافظت گردد.

بال اسکرو باید در برابر آسیب و ضربه های خارجی محافظت گردد چرا که هرگونه صدمه به بال اسکرو باعث عدم کارکرد صحیح و دقیق بال اسکرو می گردد. در حالی که این مورد در لید اسکرو مشاهده نمی شود