لماذا تُستخدم براغي الكرات؟
في السنوات الأخيرة، برزت الحاجة إلى براغي كروية صغيرة الحجم بشكل أوضح من خلال حواراتنا مع عملائنا وردود فعل السوق. وعلى وجه الخصوص، يتزايد الطلب على براغي كروية عالية الجودة مصنعة في الولايات المتحدة ومتوفرة في المخزون. واستجابةً لذلك، قدمت شركة FUYU Linear مجموعة من البراغي الكروية بأقطار 6 و8 و10 مليمترات.
تستهدف شركة FUYU Linear تطبيقات في قطاعات الطب، وأتمتة المختبرات، وأشباه الموصلات. وتُعد هذه بعض القطاعات التي نتوقع لها نموًا كبيرًا، حيث تتطلب العديد من الروبوتات التي تُسهّل الأتمتة استخدام براغي كروية مصغرة.
دقة وفعالية براغي الكرات
في هذا المجال، قد يحدث بعض اللبس فيما يتعلق بالمصطلحات عند الحديث عن الدقة والضبط. غالباً ما يستخدم العملاء مصطلحي الدقة والضبط بشكل متبادل، لكنهما ليسا كذلك. فهما في الواقع مصطلحان منفصلان يُستخدمان لوصف براغي الكرات وكيفية استخدامها في التطبيقات المختلفة.
تُحدد الدقة من خلال البرغي، وقد تعكس طريقة تصنيعه. على سبيل المثال، هل تم تشكيله بالدرفلة أم بالصقل؟ تُشبه الدقة رمي سهم نحو المركز وإصابة الهدف بدقة. من ناحية أخرى، تُحدد الدقة من خلال الصامولة، وهي مدى تكرار إصابة النظام للهدف المقصود.
اتجاه برغي الكرة
هناك عامل آخر يميل المهندسون إلى إغفاله، وهو اتجاه لولب الكرات. صُممت لوالب الكرات لتعمل بأفضل كفاءة عندما تكون الأحمال في الوضع المحوري. والسبب في ذلك هو وجود قضيب توجيه أو محمل خطي أو سكة تدعم الحمل عادةً، بينما يقوم لولب الكرات نفسه بالحركة.
بمجرد تحويل النظام إلى الوضع الرأسي، يصبح اتجاه الحمل أحادي الاتجاه، حيث تتجه القوى بالكامل نحو الأسفل. يؤثر ذلك على تصميم النظام، بما في ذلك كيفية تآكل لولب الكرات أثناء الحركة، سواءً من حيث السرعة أو التسارع. ومع حركة الجهاز لأعلى ولأسفل، تُضيف السرعة والتباطؤ حملاً إضافياً على النظام. قد ينتج عن ذلك حمل صدمي ضمني في الأسفل، لذا يُصبح عكس اتجاه الحمل أمراً بالغ الأهمية في تصميم النظام.
سرعة وتسارع لولب الكرة
تُعدّ السرعة عاملاً حاسماً آخر، ولكن يُمكن تقسيمها إلى جزأين رئيسيين: سرعة صامولة الكرة وسرعة البرغي. يتعلق الجزء الأول بالبرغي نفسه، ويشير إلى سرعة دورانه. غالباً ما يُحدد طول البرغي حدود سرعته. على سبيل المثال، كلما زاد طول البرغي، زادت احتمالية الاهتزاز. يؤدي الاهتزاز في النظام إلى التآكل وتقليل عمره الافتراضي. يرغب العديد من المصممين في أن تتحرك الأحمال بأقصى سرعة ممكنة للوصول إلى الموضع المطلوب بأسرع وقت ممكن. مع ذلك، توجد قيود على البرغي يجب مراعاتها.
ينطبق الجزء الثاني من السرعة الحرجة على الصامولة. تشير السرعة الحرجة هنا إلى أقصى سرعة دوران للصامولة ضمن حدود نظام الإرجاع، وتعكس سرعة إعادة تدوير الكرات الداخلية. تتميز مجموعات البراغي المترية المصغرة من FUYU Linear بنظام إرجاع داخلي سلس للغاية وهادئ، وقادر على سرعات دوران عالية للصامولة.
دورات تشغيل برغي الكرة
لا يُعدّ معدل التشغيل بحد ذاته عاملاً بالغ الأهمية. عادةً ما يُستخدم في نقاش حول عمر البرغي، وهو موضوع قد يصبح معقدًا للغاية عند النظر في خصائص الحركة. عادةً ما تكون خصائص الحركة على شكل شبه منحرف، حيث تبدأ بتسارع أولي، ثم حركة ثابتة، وأخيرًا تباطؤ. مع أن هذه العناصر جميعها بالغة الأهمية، إلا أن التسارع يُعدّ من العناصر التي يتم تجاهلها عادةً. في الواقع، يُعدّ العثور على حدود تسارع برغي الكرات في المراجع أمرًا في غاية الصعوبة، لذا غالبًا ما يقتصر على قيمة قياسية تبلغ 1.5 جي. هذا الرقم هو مجرد دليل إرشادي، لأن السرعات القصوى الفعلية والتسارع والتباطؤ تعتمد بشكل كبير على التطبيق، وغالبًا ما تتطلب تحديدها من خلال التجربة.
من أهم مزايا براغي الكرات عمرها الافتراضي المحدد. توضح المعايير الدولية كيفية تعريف عمر برغي الكرات. بالنسبة للمقاييس، يُقاس عادةً بمليون دورة، وهو ما يُعرف بعمر L10، والذي يُتوقع أن تصل إليه 90% من براغي الكرات إحصائيًا. في الواقع، قد تصل إلى عمر افتراضي أطول بكثير، ولكن يوجد الآن حد أدنى مُحدد.
حركة لولب الكرة
في حالة براغي الكرات المصغرة، توجد عدة عوامل مرتبطة بمدى الحركة. في حالات الحركة القصيرة التي تتراوح بين مليمتر واحد واثنين، تنشأ صعوبات لأن الكرات لا تدور بالكامل داخل الصامولة. يلعب تحديد عمر برغي الكرات في هذه الظروف، إلى جانب تصميم نظام الإرجاع ووظيفته، دورًا حاسمًا في أدائه. على سبيل المثال، تتطلب مضخة السوائل مدى حركة قصيرًا للغاية يتراوح بين 10 و100 مليمتر. يتعرض المليمتر الأخير من الحركة لأكبر قدر من القوة، مما قد يُسبب مشاكل عند تحديد عمر برغي الكرات.
قد تُسبب التطبيقات ذات الحركة الطويلة مشاكل أيضًا. على سبيل المثال، عندما يتحرك برغي كروي قطره ستة ملليمترات مترًا واحدًا، تصبح السرعة الحرجة ومنع الترهل عاملين مهمين. لذا، يقع نطاق الحركة الأمثل، أو ما يُعرف بالنطاق المثالي، بين الحركة القصيرة والطويلة جدًا، حيث تتراوح الحركة المثالية لهذه الأنواع من البراغي بين 100 و200 ملليمتر لتحقيق أفضل أداء.
قدرات تحميل لولبية كروية
صُممت براغي الكرات لتحمل حملاً محورياً بنسبة 100%. إذا تم تركيبها بشكل صحيح، فسيستمر عمر برغي الكرات حتى نهاية عمره الافتراضي (L10). غالباً ما يحدث عطل في براغي الكرات نتيجة تشوه البرغي والصامولة بسبب حمل غير مُحاذى بشكل صحيح. يمكن أن يؤثر الحمل القطري أو عزم الدوران على برغي الكرات على عمره الافتراضي (L10) بخفض قدرة التحمل إلى أكثر من 90%. والخلاصة هنا هي أنه إذا كانت هناك حسابات تصميم في كتالوج توصي بهيكل دعم متوازٍ ضمن معيار محدد، فمن الضروري الالتزام بهذه التوصية.
تاريخ النشر: 23 أكتوبر 2023




