Thành phần chính không thể thiếu trong thế giới truyền động là gì?

Trong thế giới truyền động, ốc bi là thành phần cơ khí không thể thiếu. Nó là yếu tố truyền động được sử dụng phổ biến nhất trong máy công cụ và máy móc chính xác, và chức năng chính của nó là chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng tuyến. Do ma sát nhỏ, ốc bi được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thiết bị công nghiệp và dụng cụ chính xác.

Ốc bi bao gồm trục vít, bulông, bi thép, tấm nén trước, bộ đảo chiều và thiết bị chống bụi. Chức năng của nó là chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động thẳng tuyến, nghĩa là thay đổi ổ đỡ từ chuyển động trượt sang chuyển động lăn.
Năm 1898, người ta đã thực hiện nỗ lực đầu tiên để thêm các quả cầu thép giữa bulông và ốc vít, biến tiếp xúc trượt của ốc vít truyền thống thành tiếp xúc lăn; thay thế ma sát trượt bằng ma sát lăn, chuyển động quay của các quả cầu thép trong ốc vít thành chuyển động thẳng tuyến, và chuyển mô-men xoắn thành lực lặp lại theo chiều trục, nhằm cải thiện tình trạng định vị kém và dễ hư hỏng của các ốc vít truyền thống.

Ốc vít bi được phát minh bởi Rudolph G. Boehm từ Texas và đã được cấp bằng sáng chế Hoa Kỳ vào năm 1929.

Khi ốc vít bi được sử dụng làm bộ phận chủ động, ốc sẽ chuyển đổi thành chuyển động thẳng tuyến theo bước ren của thông số tương ứng với góc quay của trục vít. Công cụ bị động có thể được kết nối với ốc qua giá đỡ ốc, từ đó thực hiện chuyển động thẳng tuyến tương ứng.

Bộ vít bi được làm từ kim loại, thường là thép, và bao gồm một bulông có ren trong và một ốc. Rãnh xoắn của bulông khớp với rãnh xoắn của ốc.

Trong các rãnh, nằm bên trong bulông là nhiều bi nhỏ được làm từ thép crom. Khi các bi di chuyển trong bulông, chúng tạo ra sự chuyển động mượt mà dưới ốc. Bảng hướng dẫn hoặc hệ thống tái tuần hoàn giữ các bi và làm cho chúng tuần hoàn qua bulông.

Khi được sử dụng cùng với động cơ, vít bi đạt hiệu suất lên đến 90%. Chúng rất chính xác, với độ chính xác vài phần nghìn inch mỗi feet. Nhiều ngành công nghiệp sử dụng vít bi để kiểm soát chính xác, bao gồm hàng không vũ trụ, máy tính, điện tử, ô tô và y tế.

Vít bi cũng thường được sử dụng trong các quy trình sản xuất và phổ biến trong robot, dây chuyền lắp ráp tự động, thiết bị xử lý vật liệu, băng tải, máy công cụ, bộ điều khiển dây cáp và thiết bị lắp ráp chính xác.

Bộ phận ốc bi được cấu tạo từ một ốc và một bulong, mỗi cái có rãnh xoắn khớp với nhau. Các bi lăn giữa những rãnh này và cung cấp điểm tiếp xúc duy nhất giữa bulong và ốc.

Khi ốc hoặc bulong quay, các bi bị lệch hướng bởi bộ phận định hướng vào hệ thống tái sử dụng bi của bulong, và chúng đi qua hệ thống tái sử dụng theo một đường liên tục đến đầu đối diện của bulong bi. Sau đó, các bi thoát khỏi hệ thống tái sử dụng vào các rãnh ren của ốc bi và bulong để tái tuần hoàn trong một vòng lặp kín.

Bulong bi quyết định tải trọng và tuổi thọ của bộ phận ốc bi. Tỷ lệ số lượng ren trong vòng tuần hoàn của bulong bi so với số lượng ren trên ốc bi quyết định mức độ mà bulong bi sẽ đạt tới sự thất bại do mệt mỏi (mài mòn) nhanh hơn so với ốc bi.

Bulong bi chứa hai loại phương pháp tái sử dụng bi: loại tuần hoàn bên ngoài và loại tuần hoàn bên trong.

Loại lưu thông ngoài: Các bóng quay trở lại đầu đối diện của vòng lặp thông qua ống trả, và ống trả bóng nhô lên trên đường kính ngoài của bulong bi.

Loại lưu thông trong: Các bóng quay trở lại thông qua hoặc dọc theo tường bulong, dưới đường kính ngoài của bulong bi.

Loại lưu thông trong có mạch quay (như được hiển thị trong hình trên). Các bóng bị ép phải vượt qua đỉnh của ren vít thông qua hệ thống trả. Điều này được gọi là hệ thống trả nội bộ kiểu deflector chéo. Trong bulong bi kiểu deflector chéo, bóng chỉ cần làm trục quay một vòng, và đường dẫn trả được đóng lại bởi deflector bóng (B) trong bulong (C), cho phép các bóng di chuyển giữa các rãnh kề nhau tại điểm (A) và (D).

Khi một ốc bi dài quay với tốc độ cao, nó sẽ bắt đầu rung động khi tỷ lệ thanh mảnh đạt đến tần số hài tự nhiên của kích thước trục. Điều này được gọi là tốc độ tới hạn và có thể gây hại rất lớn đến tuổi thọ của ốc bi. (Tốc độ vận hành an toàn không nên vượt quá 80% tốc độ tới hạn của ốc.)

Một số ứng dụng yêu cầu chiều dài trục lớn hơn và tốc độ cao, và đây là những nơi mà bộ phận ốc bi quay là cần thiết.