ชิ้นส่วนหลักที่ขาดไม่ได้ในโลกของการถ่ายทอดกำลังคืออะไร?

ในโลกของการส่งกำลัง ลูกปืนเกลียวเป็นชิ้นส่วนกลไกที่ขาดไม่ได้ เป็นองค์ประกอบการส่งกำลังที่ใช้งานมากที่สุดในเครื่องมือกลและเครื่องจักรความแม่นยำ โดยหน้าที่หลักคือการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง เนื่องจากแรงเสียดทานต่ำ ลูกปืนเกลียวนั้นจึงถูกใช้งานอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อุตสาหกรรมและความแม่นยำของเครื่องมือวัด

ลูกลอยเกลียวประกอบด้วยเกลียว น็ัต ลูกเหล็ก แผ่นโหลดล่วงหน้า อินเวอร์เตอร์ และอุปกรณ์กันฝุ่น ฟังก์ชันของมันคือการแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง นั่นคือ การเปลี่ยนแบริ่งจากแรงเสียดทานจากการเลื่อนเป็นแรงเสียดทานจากการกลิ้ง
ในปี 1898 ผู้คนได้ทำการทดลองครั้งแรกเพื่อเพิ่มลูกเหล็กระหว่างน็ัตและเกลียว เปลี่ยนการสัมผัสแบบเลื่อนของเกลียวแบบดั้งเดิมให้กลายเป็นการสัมผัสแบบกลิ้ง; แทนที่แรงเสียดทานจากการเลื่อนด้วยแรงเสียดทานจากการกลิ้ง เปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนของลูกเหล็กในน็ัตเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรง และแปลงแรงบิดเป็นแรงซ้ำในแนวแกน เพื่อปรับปรุงปัญหาการวางตำแหน่งที่ไม่ดีและการเสียหายง่ายของเกลียวแบบดั้งเดิม

ลูกลอยเกลียวถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยรูดอล์ฟ จี. โบห์ม จากเท็กซัส และได้รับสิทธิบัตรจากสหรัฐอเมริกาในปี 1929

เมื่อใช้ลูกปืนเกลียวเป็นตัวขับเคลื่อน ตลับลูกปืนจะเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงตามระยะเลื่อนของขนาดที่กำหนด ขึ้นอยู่กับมุมการหมุนของแกนเกลียว ชิ้นงานที่เป็นตัวถูกระยะสามารถเชื่อมต่อกับตลับลูกปืนผ่านฐานตลับลูกปืน เพื่อให้เกิดการเคลื่อนที่แบบเส้นตรงตามที่ต้องการ

ชุดลูกปืนเกลียวทำจากโลหะ ปกติแล้วเป็นเหล็ก และประกอบด้วยตลับลูกปืนที่มีเกลียวภายในและเกลียวเกลียว ร่องเกลียวของตลับลูกปืนจะเข้ากันกับร่องเกลียวของแกนเกลียว

ภายในร่องที่อยู่ในนัตจะมีลูกบอลขนาดเล็กจำนวนมากทำจากเหล็กโครเมียม เมื่อลูกบอลหมุนเวียนในนัต ลูกบอลจะช่วยให้การเคลื่อนที่ลื่นไหลภายใต้เกลียว ส่วนแผ่นเบี่ยงเบนหรือระบบส่งกลับจะถือลูกบอลและทำให้พวกมันหมุนเวียนผ่านนัต

เมื่อใช้งานร่วมกับมอเตอร์ เกลียวลูกบอลสามารถมีประสิทธิภาพได้ถึง 90% พวกมันมีความแม่นยำมาก ด้วยความแม่นยำไม่กี่เศษหนึ่งของนิ้วต่อฟุต อุตสาหกรรมหลายแห่งใช้เกลียวลูกบอลสำหรับการควบคุมที่แม่นยำ เช่น อุตสาหกรรมการบิน อิเล็กทรอนิกส์ รถยนต์ และการแพทย์

เกลียวลูกบอลยังถูกใช้อย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิต และพบเห็นได้ทั่วไปในหุ่นยนต์ เส้นทางการประกอบอัตโนมัติ อุปกรณ์จัดการวัสดุ พานveyor เครื่องมือเครื่องจักร การควบคุมสายไฟ และอุปกรณ์การประกอบที่แม่นยำ

ชุดเกลียวลูกบอลประกอบด้วยเกลียวและนัต ซึ่งแต่ละชิ้นมีร่องเกลียวที่ตรงกัน ลูกบอลหมุนระหว่างร่องเหล่านี้และเป็นจุดสัมผัสเพียงจุดเดียวระหว่างนัตกับเกลียว

เมื่อเกลียวหรือน็ัตหมุน ลูกบอลจะถูกเบี่ยงเบนโดยตัวเบี่ยงเข้าสู่ระบบคืนลูกบอลของน็ัต จากนั้นลูกบอลจะผ่านระบบคืนในเส้นทางที่ต่อเนื่องไปยังปลายตรงข้ามของน็ัตลูกบอล จากนั้นลูกบอลจะออกจากระบบคืนเข้าสู่รางเกลียวของเกลียวลูกบอลและน็ัตเพื่อหมุนเวียนในวงจรปิด

น็ัตลูกบอลเป็นตัวกำหนดภาระและความทนทานของการประกอบเกลียวลูกบอล อัตราส่วนของจำนวนฟันเกลียวในลูปน็ัตลูกบอลต่อจำนวนฟันเกลียวของเกลียวลูกบอลเป็นตัวกำหนดระดับที่ซึ่งน็ัตลูกบอลจะถึงจุดล้มเหลวจากความเหนื่อยล้า (การสึกหรอ) เร็วกว่าเกลียวลูกบอล

น็ัตลูกบอลมีสองประเภทของวิธีคืนลูกบอล: ประเภทการหมุนเวียนภายนอกและประเภทการหมุนเวียนภายใน

ประเภทการหมุนเวียนภายนอก: ลูกบอลจะกลับไปยังปลายตรงข้ามของลูปผ่านท่อคืน และท่อคืนลูกบอลจะโผล่ออกมาเหนือเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของน็ัตลูกบอล

ประเภทการหมุนเวียนภายใน: ลูกปืนจะกลับมาผ่านหรือตามผนังของน็ัต ด้านล่างเส้นผ่าศูนย์กลางภายนอกของน็ัตลูกปืน

ประเภทการหมุนเวียนภายในมีวงจรหมุน (ตามที่แสดงในรูปข้างต้น) ลูกปืนถูกบังคับให้ปีนข้ามส่วนบนของเกลียวบนลูกบิดผ่านระบบการกลับ ซึ่งเรียกว่าระบบการกลับภายในแบบครอส-เดฟเฟกเตอร์ ในน็ัตลูกปืนแบบครอส-เดฟเฟกเตอร์ ลูกปืนหมุนเพียงรอบเดียวเมื่อแกนหมุน และเส้นทางกลับจะถูกปิดโดยตัวเดฟเฟกเตอร์ (B) ในน็ัต (C) ทำให้ลูกปืนข้ามระหว่างร่องที่อยู่ติดกันที่จุด (A) และ (D)

เมื่อลูกบิดลูกปืนที่ยาวหมุนด้วยความเร็วสูง มันจะเริ่มสั่นเมื่ออัตราส่วนความบางถึงความถี่ฮาร์โมนิกตามธรรมชาติของขนาดแกน นี่เรียกว่าความเร็วสำคัญ และสามารถส่งผลกระทบอย่างมากต่ออายุการใช้งานของลูกบิดลูกปืนได้ (ความเร็วในการทำงานที่ปลอดภัยไม่ควรเกิน 80% ของความเร็วสำคัญของลูกบิด)

บางแอปพลิเคชันต้องการความยาวแกนที่มากขึ้นและทำงานที่ความเร็วสูง และนี่คือสถานการณ์ทั้งหมดที่จำเป็นต้องใช้ชุดลูกหมุนแบบบอลนัท