ماذا، لماذا وكيف

بسبب قدرتها على توفير قوة دفع عالية وتحديد المواقع بدقة، يمكن العثور على الكرات اللولبية في العديد من تطبيقات التجميع الآلية التي تتطلب حركة خطية.

تُشغّل لوالب الكرات مراحل تحديد المواقع لتجميع القطع الصغيرة. تتحكم لوالب الكرات في المحور Z في الروبوتات، وفي الكبش في مكابس التجميع الكهروميكانيكية. بفضل صلابتها العالية، وسرعة دورانها المنخفضة، وسرعاتها العالية، تُستخدم لوالب الكرات في العديد من آلات تجميع الإلكترونيات، بما في ذلك مُحمّلات المجلات، وطابعات المعجون، والموزعات، ومعدات التركيب والإدخال.

مثل براغي Acme، تُحوّل براغي الكرة الحركة الدورانية إلى حركة خطية. ولكن على عكس براغي Acme، تتميز براغي الكرة بخيوط حلزونية مقعرة، وتتحرك محامل الكرة بين البرغي والصامولة في مسار دائري. يُقلل هذا الترتيب بشكل كبير من التآكل الميكانيكي، ويُمكّن براغي الكرة من تحويل أكثر من 90% من عزم دوران المحرك إلى قوة دفع.

يمكن تجليخ أو لفّ خيوط لولب الكرات. تتميز لولب الكرات ذات الخيوط المطحونة بدقة أعلى من تلك ذات الخيوط الملفوفة، ولكنها أيضًا أغلى ثمنًا. وكما هو الحال مع لولب Acme، تتميز لولب الكرات بحركة ارتدادية ضئيلة، أو حركة محورية نسبية بين اللولب والصامولة عند توقف المحرك. في كلٍّ من لولب الكرات وبرغي Acme، تبدأ الحركة الارتدادية عادةً من 0.006 بوصة. ومع ذلك، مع تآكل لولب Acme، تزداد هذه الحركة الارتدادية. لا يحدث هذا في لولب الكرات، نظرًا لانخفاض معدل التآكل فيه.

يعتمد وجود رد فعل ارتدادي على التطبيق. على سبيل المثال، في تطبيقات الحركة الرأسية، يضغط الحمل باستمرار على الصمولة، لذا لا تُشكل رد الفعل العكسي مشكلة. إحدى طرق التخلص من رد الفعل العكسي هي استخدام صامولة مُحمَّلة مسبقًا. تعني هذه الحالة أن السطح الفاصل بين الكرات والأخاديد مُجهَّز مسبقًا، وبالتالي لا توجد مساحة خالية في مسار الحركة. يعتمد موضع الصمولة كليًا على موضع دوران العمود. كما يزيد التحميل المسبق من صلابة النظام.

يجب عدم إغفال محامل الدعم على طرفي اللولب الكروي. تُصنف هذه المحامل على أنها بسيطة، ثابتة، أو حرة. توفر الدعامات البسيطة، مثل محامل الكرات، صلابة شعاعية جيدة، دون صلابة محورية. أما الدعامات الثابتة، مثل أزواج محامل التلامس الزاوي، فتوفر صلابة في كلا الاتجاهين. أما الدعامة الحرة فهي مجرد دعامة، أي بدون أي دعامة على الإطلاق.

إن جودة دعمك للبرغي الكروي تُحدد سرعة دورانه وحجم الحمل الذي يُمكنك تحميله عليه. عند تحديد براغي الكروي، ينبغي على المهندسين توفير أكبر قدر ممكن من معلومات التطبيق. يجب أن تتضمن هذه المعلومات الأحمال المتوقعة، والاتجاهات، ودورة التشغيل، والأشواط، ودورة الحياة. حتى الظروف البيئية مهمة، لأنها قد تؤثر على أختام المحمل.

ينصح كوري المهندسين بمعرفة الفرق بين الدقة وقابلية التكرار والدقة، وتجنب تحديد دقة تتجاوز حاجتهم الفعلية. فزيادة الدقة مكلفة للغاية في البراغي. وتُعد زيادة التكرار بمثابة الفرق بين الصمولة القياسية والصمولة المُحمّلة مسبقًا. ستكلف أكثر، ولكن ليس بنفس تكلفة زيادة الدقة. أما زيادة الدقة فهي سهلة ورخيصة.