تکیه‌گاه انتهایی پیچ گویی سری BF

I. موقعیت‌گیری و نام‌گذاری اصلی

پوزیشنینگ: مجموعه حامل یاتاقان استاندارد سمت پشتیبانی پیچ گویی (سر شناور). این قطعه در انتهای پیچ استفاده می‌شود که در آن نیاز به رها کردن تنش محوری ناشی از حرارت وجود دارد.

تفسیر نام‌گذاری:

• B: نمایندهٔ « housing یاتاقان».
• F: نمایندهٔ «آزاد» یا «شناور». این هسته عملکردی آن است — اجازه دادن به محور پیچ تا به‌صورت آزاد و در حد خیلی کم در جهت محوری منبسط یا منقبض شود.

کارکردهای اصلی:

• عمدتاً بارهای شعاعی را تحمل می‌کند: وزن محور پیچ را پشتیبانی می‌کند، در مقابل نیروهای شعاعی احتمالی مقاومت می‌کند و هممحوری چرخش پیچ را تضمین می‌کند.
• اجازه حرکت آزاد محوری (Free Float) را می‌دهد: طراحی داخلی یاتاقان اجازه می‌دهد تا محور پیچ در جهت محوری بلغزاند و انبساط حرارتی ناشی از افزایش دما را جذب کند و از خم شدن، گیر کردن یا از دست دادن دقت پیچ به دلیل تنش حرارتی جلوگیری می‌کند.
• موقعیت‌یابی شعاعی را فراهم می‌کند: موقعیت مرکز چرخش محور پیچ را حفظ می‌کند.

ساختار و اجزای اصلی

یک واحد پشتیبانی BF استاندارد یک ماژول بسیار یکپارچه است که معمولاً شامل موارد زیر می‌شود:

پوسته برینگ: شبیه به واحد BK، با فلنج نصب دقیق و پایلوت.

بلبرینگ شعاعی:

• رایج‌ترین نوع: بلبرینگ گلوله‌ای شیار عمیق. این بلبرینگ بارهای شعاعی را به خوبی تحمل می‌کند و در عین حال مقداری آزادی محوری (شار) فراهم می‌کند.
• سایر انواع: در برخی مدل‌ها ممکن است از بوش‌های ساده (غلاف‌های برنزی) یا بلبرینگ‌های غلتکی سوزنی با قفسه استفاده شود، اما بلبرینگ‌های گلوله‌ای شیار عمیق به دلیل اصطکاک کم و توانایی کار در سرعت‌های بالا، رایج‌ترین نوع هستند.

سیستم آب‌بندی:
دارای آب‌بندهای داخلی و خارجی برای جلوگیری مؤثر از ورود آلاینده‌های خارجی و نشت گریس داخلی.

شیر تزریق روغن: برای تکمیل دوره‌ای روغن‌کاری.

ساختار محدودکننده محوری (طراحی کلیدی):

• برخلاف واحد BK که «میله پیچ» را قفل می‌کند، اتصال بین حلقه داخلی بلبرینگ BF و میله پیچ معمولاً نوعی اتصال با فاصله یا اصطکاک سبک است.
• حلقه خارجی بلبرینگ در پوسته قرار می‌گیرد که یک سر آن از نظر محوری ثابت شده و سر دیگر دارای فاصله محوری است. این امر به کل بلبرینگ اجازه می‌دهد مقدار کمی حرکت محوری درون پوسته داشته باشد و به این ترتیب به میله پیچ اجازه شناور شدن داده می‌شود.

III. ویژگی‌ها و مزایای اصلی

• کلید رهایی از تنش حرارتی: این هدف اصلی وجود واحد BF است. پیچ‌های گلوله‌ای در حین عملکرد با سرعت بالا یا پیوسته، گرمای اصطکاکی تولید می‌کنند که باعث انبساط حرارتی میله پیچ می‌شود. اگر هر دو انتها ثابت باشند (دو عدد BK)، میله پیچ مانند یک ریل فولادی «بالا گرفته» خم می‌شود و منجر به از دست دادن دقت، سایش غیرطبیعی یا حتی قفل شدن می‌شود. انتهای BF به‌صورت هوشمندانه این مشکل را با اجازه دادن به حرکت محوری برطرف می‌کند.
• تضمین ایمنی عملیاتی و دقت سیستم: با حذف تنش‌های حرارتی، واحد BF اطمینان حاکم است که پیچ در سراسر محدوده دمایی کاری مستقیم باقی بماند و بدین ترتیب دقت انتقال را به‌صورت بلندمدت حفظ کرده و از خرابی ناگهانی جلوگیری می‌کند.
• استانداردسازی و سهولت استفاده: همان‌طور که در مدل BK، واحد BF نیز یک راه‌حل استانداردشده و آماده برای نصب فراهم می‌کند که نیاز کاربران به طراحی مکانیزم شناور خود را حذف کرده و عملکرد و قابلیت اطمینان را تضمین می‌کند.
• پشتیبانی شعاعی مناسب: علیرغم اجازه دادن به حرکت محوری، سفتی و دقت پشتیبانی شعاعی آن همچنان بالا است و به‌طور مؤثر ارتعاش شعاعی (حرکت موجی) پیچ را تحت فشار قرار می‌دهد.
• نگهداری آسان: طراحی یکپارچه آب‌بندی و روان‌کاری، فواصل نگهداری را افزایش داده و رویه‌ها را ساده می‌سازد.

IV. هماهنگی سیستم با انتهای ثابت BK (تکرار قانون طلایی)

این یک رابطه جفت‌شدن اجباری است:

طرف محرک / طرف مرجع: BK (انتهای ثابت).

• عملکرد: تحمل تمامی نیروهای محوری دوطرفه، ارائه‌دهنده مرجع موقعیت‌گذاری محوری است.
• اتصال پیچ: معمولاً به طور مستقیم از طریق کوپلینگ به موتور سروو/استپر متصل می‌شود.

طرف غیر محرک / طرف وابسته: BF (انتهای شناور).

• عملکرد: فراهم کردن تکیه‌گاه شعاعی، اجازه می‌دهد حرکت انبساط حرارتی محوری به صورت شناور انجام شود.
• اتصال پیچ: انتهای پیچ در این سمت آزاد است یا فقط به دستگاه‌های سبک بازخورد مانند انکودرها متصل می‌شود.

قانون بنیادی طراحی: یک پیچ گویی که به‌طور مداوم می‌چرخد باید و تنها می‌تواند از روش نگهداری [یک سر ثابت (BK)، یک سر شناور (BF)] استفاده کند. این یک اصل بنیادی در تمام طراحی‌های مکانیکی دقیق است.

حوزه‌های کاربردی معمول

موارد کاربرد واحدهای نگهدارنده BF مشابه واحدهای BK است، زیرا هر جایی که از BK استفاده می‌شود، لزوماً باید از BF نیز استفاده شود. این واحد در تمام تجهیزاتی که از پیچ‌های گویی دقیق استفاده می‌کنند وجود دارد:

• تمام انواع دستگاه‌های ابزار CNC.
• ربات‌های صنعتی و ماژول‌های خطی.
• تجهیزات تولید و بازرسی نیمه‌هادی.
• خطوط تولید خودکار دقیق.
• دستگاه‌های پزشکی و ابزارهای علمی.

VI. راهنمای انتخاب و استفاده

• انتخاب جفت‌شده: واحد BF باید به‌صورت جفت با واحد BK از همان سری و با مشخصه قطر محور یکسان انتخاب شود (مثلاً BK12 همراه با BF12).
• موقعیت نصب: باید در انتهای پیچ که دورترین فاصله را از موتور دارد نصب شود. اگر پیچ از مرکز رانده شود (کمتر رایج)، هر دو انتها باید انتهای شناور BF باشند، اما چنین مواردی نیازمند طراحی خاص هستند.
• اجتناب از محدودیت‌های محوری: در حین نصب، اطمینان حاصل کنید که هیچ محدودیت محوری اضافی بر روی محور پیچ در انتهای واحد BF اعمال نشود. به عنوان مثال، اگر در این انتها یک انکودر متصل است، باید از اتصال انعطاف‌پذیر استفاده شود و پایه آن نباید حرکت محوری محور پیچ را محدود کند.
• نصب صحیح: به‌طور مشابه با نصب BK، صافی سطح نصب BF و موازات آن با سطح نصب BK را برای تضمین تراز محور پیچ مناسب حفظ کنید.
• نگهداری: به‌صورت دوره‌ای از طریق درپوش گریس، گریس را تکمیل کنید و وضعیت آب‌بندی را بررسی نمایید.

اگر سر ثابت BK نقطه «اتکا» و «پایه» سیستم باشد، سر متحرک BF نقش «کمک‌فنر» و «شیر اطمینان» سیستم را ایفا می‌کند. به‌روشی هوشمندانه و غیرفعال، این قطعه چالش اصلی مدیریت حرارتی در ماشین‌آلات دقیق را حل می‌کند. طراحی واحد BF، حکمت مهندسی «غلبه بر سختی با نرمی» را منعکس می‌کند—با استفاده از درجات آزادی محدود و کنترل‌شده، صلبیت بیشتر، دقت و قابلیت اطمینان کلی سیستم را تضمین می‌کند. انتخاب و استفاده صحیح از تکیه‌گاه BF، یکی دیگر از تدابیر حیاتی برای عملکرد بلندمدت، پایدار و دقیق سیستم انتقال پیچ گوی است.