خانه » پیچ چیست؟

پیچ چیست؟

بازدید: 38

23

فهرست مطالب

اصل مشترک تمامی پیچ‌ها این است که یک ‌پیچ چرخان می‌تواند موجب ایجاد حرکت خطی بشود

مکانیزم پیچ چگونه است؟

پیچ (Screw) مکانیزمی است که حرکت چرخشی را به حرکت خطی و گشتاور (نیروی چرخشی) را به نیروی خطی تبدیل می‌کند. این مکانیزم یکی از شش ماشین ساده کلاسیک است. رایج‌ترین شکل شامل یک شفت استوانه‌ای با برآمدگی‌ها یا فرورفتگی‌های مارپیچ است که رزوه‌های بیرونی نیز نامیده می‌شود. پیچ از سوراخ یک جسم یا ماده دیگر که دارای رزوه‌های داخلی هماهنگ با رزوه‌های بیرونی پیچ است، عبور می‌کند. وقتی که شفت پیچ نسبت به رزوه‌های ثابت چرخش داده شود، پیچ در امتداد محور خود نسبت به ماده دربرگیرنده‌اش حرکت می‌کند؛ مثلا چرخش یک پیچ چوبی موجب حرکت آن در داخل چوب می‌شود.

در مکانیزم‌های پیچ، یا شفت پیچ می‌تواند از طریق سوراخ رزوه‌دار در یک جسم ثابت بچرخد، یا یک یقه رزوه‌دار مانند یک مهره می‌تواند در اطراف یک شفت پیچ ثابت بچرخد. از نظر هندسی، یک پیچ را می‌توان به عنوان یک صفحه شیبدار باریک که دور یک استوانه پیچیده شده است، مشاهده کرد.

مکانیزم‌های دیگری که از همان اصل استفاده می‌کنند، که پیچ نیز نامیده می‌شوند، لزوما شفت یا رزوه ندارند. مثلا، پیچ چوب پنبه‌، میله‌ای مارپیچ شکل با نوک تیز است و پیچ ارشمیدس یک پمپ آب است که از یک محفظه مارپیچ چرخان برای حرکت آب به سمت بالا استفاده می‌کند. اصل مشترک همه پیچ‌ها این است که یک مارپیچ چرخان می‌تواند موجب ایجاد حرکت خطی شود.

1. پیچ ارشمیدس

یک پیچ می‌تواند موجب تقویت نیرو شود؛ یک نیروی کوچک چرخشی (گشتاور) روی شفت می‌تواند نیروی محوری بزرگی بر یک بار اعمال کند. هرچه گام کوچکتر و فاصله بین رزوه‌های پیچ کمتر باشد، مزیت مکانیکی بیشتر و نسبت نیروی خروجی به نیروی ورودی بیشتر خواهد بود. پیچ‌ها به طور گسترده در اتصال‌دهنده‌های رزوه‌ای، برای نگه داشتن اجسام در کنار هم و در وسایلی مانند سر‌پیچ برای ظروف، گیره‌ها، جک‌های پیچ و پرس پیچ استفاده می‌شود.

2. جک پیچ دنده دنده حلزونی یا پیچ چرخشی

پیچ سربی پیست؟

درحالی‌که در طول نیم قرن اخیر ربات‌های صنعتی برای حرکت دادن قطعات، ابزار، مواد و دستگاه‌های تخصصی مورد استفاده قرار می‌گیرند، تولیدکنندگان ربات‌های صنعتی با طیف وسیعی از چالش‌های جدید مرتبط با افزایش تقاضا برای سطوح بالاتر سازگاری، چابکی و انعطاف‌پذیری مواجه هستند؛ چالش‌هایی که نیاز به کنترل حرکت خطی بهبود یافته دارند، که می‌تواند توسط نسل جدیدی از پیچ‌های سربی با مهندسی دقیق برطرف شود.

یک ربات صنعتی؛ یک ابزار چندمنظوره مکانیکی است که می‌تواند برای انجام حرکت‌های مختلف برنامه‌ریزی شود تا اشیا را حرکت داده و کارهای خاص را انجام دهد. ربات‌های صنعتی در صنایع مختلف اغلب برای گرفتن، حرکت دادن و قرار دادن قطعات برای ساخت و مونتاژ استفاده می‌شوند. شرکت‌های تولیدی به‌طور فزاینده‌ای به دنبال سیستم‌های رباتیکی هستند که می‌توانند اشیا، قطعات یا ابزارها را با جابجایی‌های قابل‌برنامه‌ریزی با چندین درجه آزادی حرکت دهند.

2. پیچ های سربی

حل چالش‌های رباتیک صنعتی

یکی از چالش‌های روبروی سازندگان ربات‌های صنعتی، پیدا کردن راه‌هایی برای کنترل و موقعیت‌سنجی حرکات رباتیک با وجود محدودیت‌های شتاب‌گیری و ترمز‌گیری است. سیستم‌های هدایت رباتیک عموما باید همزمان مواردی چون دقت، استحکام و سرعت را داشته باشند. در بسیاری از کاربردها، رسیدن به سطوح بالای دقت در حرکات تکانه‌ای و چرخشی در محور Z بسیار مهم و حیاتی است به خصوص زمانی‌که نیازمند برخورداری همزمان به سرعت بالا و توان مصرفی کم باشیم. عامل محدود‌کننده بعدی وزن است به خصوص در کاربردهایی که اینرسی باید به حداقل برسد.

تولیدکنندگان ربات‌های صنعتی با استفاده از نسلی از پیچ‌های سربی با مهندسی دقیق توانسته‌اند تا این چالش‌ها را حل کنند. از این پیچ‌ها معمولا برای ایجاد تغییرات در جهت عمودی و افقی بازوهای ربات استفاده می‌شود. این نوع پیچ برای تبدیل خروجی چرخشی از یک موتور الکتریکی به حرکت خطی مورد نیاز برای حرکت دادن مفصل بازو استفاده می‌شود. برخی از تولیدکنندگان پیچ، شکل‌های رزوه بهینه‌سازی ‌شده را ارایه می‌دهند که وقتی با مهره‌های ساخته‌شده از مواد تخصصی ترکیب شوند، می‌توانند عملکرد را به میزان قابل توجهی بهبود بخشند.

مزایای پیچ‌های سربی

پیچ‌‌های سربی زمانی‌که با دیگر مکانیزم‌های حرکت خطی مقایسه شوند، مزایایی دارند که عبارتنداز:

هزینه کمتری دارند

قفل خودکار دارند و به سیستم ترمزگیری نیاز ندارند

بهتر است برای کاربردهای عمودی استفاده شوند

پیچ توپی چیست؟

یک پیچ توپی به روشی مشابه با  پیچ سربی معمولی کار می‌کند، اما مزیت مهم استفاده از پیچ توپی این است که از بلبرینگ‌هایی که در کانال مارپیچ حرکت می‌کنند، برای انتقال بار استفاده می‌کند. در کاربردهای با دقت بالا، اغلب لازم است که حرکت چرخشی از یک موتور به حرکت خطی اعمالی بر بار تبدیل شود. یکی از راه‌های دستیابی به این هدف، استفاده از پیچ توپی است.

3. پیچ توپی

بلبرینگ‌های داخل یک پیچ توپی در طول مسیر به روشی مشابه با بلبرینگ‌ها در یک مسیر توپ چرخشی استاندارد می‌چرخند، بنابراین اصطکاک لغزشی مرتبط با پیچ‌های سربی را از بین می‌برند. بلبرینگ‌ها به طور مداوم از طریق مهره ساچمه‌ای می‌چرخند و بار را توزیع کرده و روغن‌های طول مسیر را جمع می‌کنند. به دلیل استفاده از بلبرینگ‌های غلتشی در داخل یک پیچ توپی، اصطکاک داخلی بسیار کم است، به این معنی که پیچ‌های توپی می‌توانند سطح بالایی از کارایی و دقت موقعیت را حتی در بارها با گشتاور و نیروی بالا ارائه دهند.

پیچ‌های توپی می‌توانند ابزارهای کاملا پیچیده و با دقت بالا باشند، به این معنی که گاهی اوقات می‌توانند در مقایسه با یک پیچ معمولی سربی کمی گران‌تر باشند. این به دلیل است که برای ساختشان به ماشین‌آلات و تکنیک های مونتاژ پیچیده نیاز داریم.

3. بلبرینگ‌های پیچ توپی

مقایسه پیچ‌های سربی و توپی

محیط های اتوماسیون مبتنی بر حرکت

امروزه محیطهای اتوماسیون مبتنی بر حرکت به سیستم‌های کنترلی حرکت خطی موثر همچون پیچ‌های سربی و پیچ‌های توپی نیاز دارند. اگر‌چه پیچ‌های سربی اغلب به عنوان جایگزین ارزان پیچ‌های توپی مطرح هستند، تصمیم‌گیری برای استفاده از کدام پیچ بسیار پیچیده‌تر از آن است که فقط به هزینه تمرکز داشته باشیم.

تفاوت اساسی بین پیچ‌های توپی و پیچ‌های سربی در این است که یک پیچ توپی از بلبرینگ برای از بین بردن اصطکاک بین مهره و پیچ استفاده می‌کند و پیچ‌های سربی از این کار عاجزند. پیچ و مهره روی یک پیچ توپی دارای شیارهای مارپیچ منطبق هستند که به بلبرینگ‌ها اجازه می‌دهند در آن مسیرها دوباره به گردش درآیند و معمولا به شکل نیم دایره هستند تا بلبرینگ کروی بتواند به راحتی حرکت کند. پیچ‌های سربی از رزوه‌های مارپیچ عمیق‌تر و یک مهره جفت استفاده می‌کنند که معمولا‌ از کامپوزیت پلیمری یا برنز ساخته می‌شوند. ماهیت چرخشی پیچ‌های توپی، اصطکاک لغزشی مرتبط با پیچ های سربی را از بین می برد.

هر نوع محرک، مزایا و معایب خود را دارد. قبل از اینکه بتوانید در مورد نوع پیچ تصمیم بگیرید، باید بدانید که چگونه ویژگی‌های متمایز هر یک با کاربرد خاص شما مطابقت دارد.

مزایا و معایب پیچ‌های سربی چیست؟

پیچ‌های سربی هزینه کمتری دارند.

قفل خودکار دارند و به سیستم ترمزگیری نیاز ندارند.

بهتر است برای کاربردهای عمودی استفاده شوند.

پیچ‌های سربی عموما راندمان پایینی دارند و بنابراین به گشتاور بیشتر و موتور و محرک بزرگتری نیاز دارند.

پیچ‌های سربی اصطکاک بالاتری دارند و در دماهای بالا کار می‌کنند.

اکثر پیچ‌های سربی برای کاربردها با سرعت بالا و تولید انبوه و یا آن کاربردهایی که به زمان چرخه طولانی یا پیوسته نیاز دارند، مناسب نیستند.

پیچ‌های سربی مرتبا نیاز به تعویض دارند.

مزایا و معایب پیچ‌های توپی چیست؟

پیچ‌های توپی به سیستم ترمزگیری نیاز دارند.

پیچ‌های توپی برای کاربردهای عمودی ممکن است مشکل ایجاد کنند.

پیچ‌های توپی راندمان بالایی دارند و بنابراین به گشتاور کمتری نیاز دارند.

پیچ‌های توپی اصطکاک کمتری دارند و در دماهای پایین کار می‌کنند.

پیچ‌های توپی برای داشتن عمر طولانی به روغن یا گریس نیاز دارند.

پیچ‌های توپی کمتر نیاز به تعویض دارند.

پیچ‌های توپی نویز زیادی تولید می‌کنند.

پیچ‌های توپی برای حذف درایو معکوس، به مکانیزم ترمزگیری نیاز دارند.

پیچ‌های توپی گران‌تر از پیچ‌های سربی هستند.

کاربرد پیچ‌های توپی و سربی چیست؟

به طور کلی، بهتر است از پیچ‌های توپی برای کاربردهایی که نیاز به حرکت صاف، کارایی، دقت و حرکت مداوم یا پرسرعت طولانی مدت دارند، استفاده شود. پیچ‌های سربی قدیمی مناسب برای کاربردهای انتقال ساده‌ای هستند که سرعت، دقت و استحکام آنچنان مهم نیستند.

نظرتان را درباره این مقاله بگویید 1 نظر

5 1
پیچ چیست؟

این مقاله را با دوستانتان به اشتراک بگذارید!

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

فروشگاه
علاقه مندی
0 محصول سبد خرید
حساب کاربری من