I. موقعیتگیری و نامگذاری اصلی
پوزیشنینگ: مجموعه پیچ گلولهای با فلنج، دو مهرهای با پیشبار، با سفتی بالا و دقت بالا. این راهحلی طراحیشده برای کاربردهای پیشرفته است که بدون بازرسی، سفتی فوقالعاده بالا، ظرفیت بار بالا و عمر طولانی مورد نیاز دارند.
تفسیر نامگذاری:
- د: دوچسب مهرهای. ویژگی اصلی که از ترکیب دو مهره از طریق روش پیشتنیدگی تشکیل شده است.
- F: ناودانی. مهره دارای یک ناودان مربعی یا دایرهای است که نصب و تثبیت آن را آسان میکند.
- U: معمولاً به معنای «فوق دقیق» یا درجه خاصی با عملکرد بالا است. گاهی اوقات به روش خاصی از پیشتنیدگی اشاره دارد.
ارزش مرکزی: ساختار دوچسب مهرهای با پیشتنیدگی، بهصورت فعال شکاف محوری را حذف میکند و صلبیت بسیار بالاتری و ظرفیت بار بیشتری نسبت به پیچهای گلولهای تکمهرهای فراهم میکند.
II. ساختار اصلی و اصل کار
ساختار پیشتنیدگی دوچسب مهرهای (هسته اصلی):
- DFU از دو مهره گلولهای مستقل تشکیل شده است. عنصر تنظیم پیشتنیدگی (مثلاً واشر پیشتنیدگی، فنر یا غلاف رزوهدار) نیروی محوری مخالفی بین آنها اعمال میکند.
- اصل کار: نیروی پیشبار باعث میشود که راههای توپ دو مهره به سمت مقابل دندانههای محور پیچ فشرده شوند. صرفنظر از اینکه پیچ تحت بار رو به جلو یا معکوس باشد، توپهای یکی از مهرهها همیشه تحت بار قرار دارند. این امر کاملاً باعث حذف شکاف محوری (دستیابی به بدون لقی) و افزایش قابل توجه سفتی سیستم میشود.
روشهای پیشبار:
- پیشبار با فاصلهگذار: فاصلهگذارهای دقیق با ضخامتهای مختلف بین مهرهها قرار داده میشوند. ساختار ساده، بالاترین سفتی، مقدار پیشبار ثابت، اما تنظیم آن نامناسب است.
- پیشبار فنری: نیروی پیشبار از طریق مجموعه فنرهای دیسکی اعمال میشود. این روش از فرسایش و انبساط حرارتی جبران میکند و پیشبار ثابتی را حفظ میکند، اما سفتی آن کمی کمتر از پیشبار با فاصلهگذار است.
- پیشبار رزوهای: موقعیت نسبی دو مهره از طریق غلاف رزوهای تنظیم و قفل میشود. قابل تنظیم است، اما سفتی آن به نیروی قفل بستگی دارد.
مهره فلنجدار:
- دارای فلنج یکپارچه و محکم است که سطح نصب بزرگی را فراهم میکند. این قطعه با استفاده از پیچهای متعدد به میز کار ثابت میشود و اتصالی بسیار سفت و محکم و نصب آسان را فراهم میکند.
محور پیچ با دقت بالا:
- با فرآیند سنگزنی دقیق تولید شده و معمولاً به درجات دقت بالایی مانند C7، C5 یا حتی C3 دست مییابد. از مواد برتر و عملیات حرارتی مناسب بهره میبرد.
III. مزایای اصلی عملکرد
- عدم وجود بازی محوری و دقت فوقالعاده در موقعیتیابی: طراحی دو مهرهای از پیش بارگذاری شده، بهطور کامل شکاف محوری را حذف میکند و انتقال واقعی "بدون بازی" را محقق میسازد. این ویژگی برای کاربردهایی که نیازمند تکرارپذیری بسیار بالا، موقعیتیابی دوطرفه و عدم ضربه معکوس هستند (مانند اندازهگیری دقیق، دستگاههای لیتوگرافی و ماشینابزارهای پیشرفته) حیاتی است.
- صلبیت محوری استثنایی: ساختار دو مهرهای سفتی محوری بیش از دو برابر جفت پیچ تک مهرهای را فراهم میکند. انحراف حداقل تحت بارهای محوری بالا، دقت حرکت و پایداری را در شرایط برش سنگین یا بار زیاد تضمین میکند.
- ظرفیت بار بالا و عمر طولانی: دو مهره بار را بین خود تقسیم میکنند که منجر به افزایش مقادیر بار دینامیکی و استاتیکی کلی میشود. پیشتنیدگی همچنین توزیع بار روی گلولهها را بهبود میبخشد و به افزایش عمر دستگاه کمک میکند.
- صافی حرکت عالی: حذف شکاف باعث عملکرد نرم و بدون ضربه در تغییر جهت میشود و پدیده چسبش-لغزش (حرکت خزشی) را در سرعتهای پایین از بین میبرد و ویژگیهای حرکتی برتری ارائه میدهد.
IV. مقایسه با پیچهای گلولهای تک مهرهای (مثلاً SFU)
| ویژگی |
DFU (نوع دو مهرهای با پیشتنیدگی) |
نوع تک مهرهای (مثلاً SFU) |
| فاصله محوری |
عدم وجود بازی (حذف شده از طریق پیشتنیدگی). |
ممکن است دارای شکاف میکرونی باشد، یا حذف محدود از طریق پیشتنیدگی داخلی تک مهرهای (گلولههای بزرگتر از اندازه). |
| صلبیت محوری |
بسیار بالا (۲ برابر یا بیشتر). |
بالا، اما حد نظری بالایی دارد. |
| ظرفیت بار |
بالاتر (بار به وسیله دو مهره تقسیم میشود). |
بالا. |
| ویژگیهای حرکت |
یکسان در جهت جلو/عقب، بدون ضربه در هنگام معکوس شدن، نرمی عالی. |
ممکن است منطقه مرده در هنگام معکوس شدن وجود داشته باشد، ضربه جزئی در هنگام تغییر جهت. |
| پیچیدگی ساختاری و هزینه |
ساختار پیچیده، هزینه بالا. |
ساختار ساده، هزینه پایینتر. |
| سناریوهای کاربردی |
تجهیزات پیشرفته با الزامات دقت فوقالعاده بالا، سفتی بالا و بدون بازی. |
اکثریت قریب به اتفاق تجهیزات صنعتی عمومی که به دقت و سرعت بالا نیاز دارند. |
| اصطکاک و افزایش دما |
پیشتنیدگی اصطکاک و افزایش دمای عملیاتی را تا حدی افزایش میدهد. |
اصطکاک و افزایش دما نسبتاً پایینتر. |
حوزههای کاربردی معمول
پیچهای گویی DFU بهطور خاص برای تجهیزات درجهیک با الزامات عملکردی شدید طراحی شدهاند:
- دستگاههای ابزار CNC فوقالعاده دقیق: محورهای پیشروی در مراکز ماشینکاری دقیق، سنگزنهای جیگ و تراشهای فوقالعاده دقیق.
- تجهیزات تولید میکروالکترونیک: مراحل موقعیتیابی نانومتری در دستگاههای لیتوگرافی، تجهیزات بازرسی ویفر، باندرهای دای.
- ابزار اندازهگیری دقیق: محورهای محرکه اصلی در دستگاههای اندازهگیری مختصاتی (CMM)، اینترفرومترهای لیزری و سیستمهای اندازهگیری تصویری.
- تجهیزات تولید افزودنی سطح بالا: سیستمهای پخش پودر و حرکت استوانه ساخت در چاپگرهای صنعتی فلزی سهبعدی.
- تجهیزات تولید هوافضا: دستگاههای قراردهی الیاف کامپوزیتی، مراکز ماشینکاری پنج محوره با دقت بالا.
- تجهیزات نوری و الکترو-نوری دقیق: سیستمهای اشاره تلسکوپی، محورهای محرک دقیق برای دستگاههای برش/حکاکی لیزری.
VI. راهنمای انتخاب و استفاده
- ارزیابی ضرورت: راهحل مهره دوتایی را فقط زمانی در نظر بگیرید که یک پیچ تک مهرهای (حتی با پیشبار داخلی) نتواند الزامات مربوط به سفتی، بازخورد یا عمر را برآورده کند. هزینه و پیچیدگی بالاتر آن نیازمند توجیه دقیق است.
- انتخاب روش پیشبار:
- پیشبار با فاصلهگذار: مناسب برای بارهای پایدار، کاربردهایی با نیازهای شدید به صلبیت و مواردی که تغییر پیشبار نامطلوب است (به عنوان مثال، ابزارهای ماشین سنگین).
- پیشبار فنری: مناسب برای شرایط پیچیده شامل سایش یا انبساط حرارتی که در آن پیشبار ثابت مورد نیاز است (به عنوان مثال، تجهیزات اندازهگیری با دقت بالا و حرکت طولانی).
- تطابق درجه دقت: محور پیچ باید با درجه دقت C7 یا بالاتر انتخاب شود که با دقت هدف سیستم مطابقت داشته باشد.
- مدیریت حرارتی سیستم: پیشبار دوچسبهای اصطکاک بیشتری ایجاد میکند و ممکن است گرمای بیشتری تولید کند. برای کاربردهای با سرعت بالا یا حرکت طولانی، از خنککنندگی پیچ (به عنوان مثال، خنککننده از طریق پیچ توخالی) یا اقدامات خنکسازی اجباری استفاده کنید.
- نصب حرفهای: تنظیم صحیح پیشبار دو چسبه و همترازی دقیق محور پیچ با موتور محرک و یاتاقانهای نگهدارنده در حین نصب بسیار مهم است.
پیچ گلولهای DFU (و انواع مشابه با پیشبار دو مهرهای) نمایندهٔ راهحلی پیشرفته در فناوری پیچهای گلولهای برای دستیابی به «بازخورد صفر» و «صلبیت بسیار بالا» است. این سیستم از طریق ساختار پیچیده و هوشمندانهٔ پیشبار دو مهرهای، با قربانی کردن بخشی از هزینه و کارایی عملیاتی (افزایش اصطکاک)، پرشی کیفی در دقت موقعیتیابی دوطرفه، صلبیت سیستم و ظرفیت بار ایجاد میکند. این قطعه یکی از قدرتمندترین و قابلاعتمادترین مؤلفههای مکانیکی انتقال قدرت است که در اختیار طراحان تجهیزات دقیق قرار دارد و پاسخگوی الزامات سختگیرانه کنترل حرکت است. انتخاب DFU به معنای ایجاد پایهای محکم و قابل اعتماد برای عملکرد در ردهٔ بالای ماشینآلات است.
EN
