عملکرد یک پیچ سرب ذوزنقه ای تحت بارهای پویا در مقابل بارهای استاتیک تحت تأثیر چندین عامل از جمله خصوصیات مواد ، هندسه نخ ، روغن کاری و طراحی سیستم قرار دارد. درک چگونگی رفتار این پیچ ها در شرایط بارگیری مختلف برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ماندگاری آنها در برنامه های مختلف بسیار مهم است. در اینجا یک تفکیک دقیق وجود دارد:
عملکرد بار استاتیک:
تعریف: بارهای استاتیک به نیروهایی اشاره می کنند که به تدریج اعمال می شوند یا به مرور زمان بدون حرکت یا لرزش قابل توجه ثابت می مانند.
ویژگی های عملکرد:
ظرفیت بار: پیچ های سرب ذوزنقه ای به دلیل مشخصات نخ قوی و توانایی توزیع نیرو به طور مساوی در میان نخ ها ، به طور کلی برای استفاده از بارهای استاتیک بالا مناسب هستند. شکل ذوزنقه ای یک منطقه تماس بزرگ بین پیچ و مهره را فراهم می کند که باعث افزایش ظرفیت بار می شود.
مقاومت در برابر تغییر شکل: در زیر بارهای استاتیک ، پیچ و مهره کمتر احتمال تغییر شکل را تجربه می کنند زیرا نیروها پایدار و قابل پیش بینی هستند. با این حال ، در صورت فراتر از استحکام عملکرد مواد ، بارهای بیش از حد استاتیک هنوز هم می توانند باعث تغییر شکل دائمی (به عنوان مثال ، صاف کردن نخ) شوند.
اصطکاک و سایش: از آنجا که هیچ حرکت نسبی بین پیچ و مهره در شرایط صرفاً استاتیک وجود ندارد ، اصطکاک و سایش حداقل است. با این حال ، قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در برابر بارهای استاتیک بالا می تواند منجر به خزش (تغییر شکل آهسته در طول زمان) شود ، به خصوص در مواد نرم تر مانند پلیمرها.
عملکرد بار پویا:
تعریف: بارهای پویا شامل نیروهایی هستند که با گذشت زمان متفاوت هستند ، از جمله نیروهای چرخه ای ، ضربه یا ارتعاش و همچنین نیروهای تولید شده در طول حرکت (به عنوان مثال ، شتاب ، کاهش سرعت).
ویژگی های عملکرد:
ظرفیت بار: در حالی که پیچ های سرب ذوزنقه می توانند بارهای پویا را تحمل کنند ، ظرفیت آنها به طور معمول پایین تر از شرایط استاتیک است. این امر به این دلیل است که بارهای پویا تنش های اضافی مانند خستگی ، لرزش و تولید گرما را معرفی می کنند که می تواند قابلیت تحمل بار موثر پیچ را کاهش دهد.
خستگی و سایش: در شرایط پویا ، حرکت مکرر بین پیچ و مهره منجر به سایش و خستگی می شود. با گذشت زمان ، این می تواند منجر به افزایش عکس العمل ، کاهش دقت و خرابی نهایی سیستم شود. روغن کاری مناسب و انتخاب مواد برای کاهش این اثرات بسیار مهم است.
اصطکاک و تولید گرما: بارهای پویا سطح بالاتری از اصطکاک بین پیچ و مهره ایجاد می کنند که می تواند منجر به ایجاد گرما شود. گرمای بیش از حد می تواند روان کننده ها را تخریب کند ، سایش را تسریع کند و به طور بالقوه به مواد آسیب برساند. آجیل خودکشی (به عنوان مثال ، کامپوزیت های پلیمر یا برنز) می تواند به کاهش اصطکاک و گسترش عمر سیستم کمک کند.
لرزش و سر و صدا: پیچ های سرب ذوزنقه ای در مقایسه با پیچ های توپ ، که دارای عناصر نورد هستند که باعث کاهش اصطکاک می شوند ، بیشتر در معرض لرزش و نویز قرار دارند. این می تواند با استفاده از میراگرها ، آجیل از پیش بارگذاری شده یا بهینه سازی طراحی سیستم برای عملکرد نرم تر کاهش یابد.
عوامل مؤثر بر عملکرد تحت بارهای پویا:
الف انتخاب مواد:
مواد پیچ: پیچ های فولادی سخت شده برای کاربردهای پویا ترجیح داده می شوند زیرا در برابر سایش و خستگی بهتر از مواد نرم تر مقاومت می کنند. از فولاد ضد زنگ ممکن است برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده شود اما به طور معمول تحت بارهای پویا بالا از دوام کمتری برخوردار است.
مواد مهره: آجیل پلیمری (به عنوان مثال ، POM ، نایلون) سبک و خودآموز هستند و آنها را برای بارهای پویا کم تا متوسط مناسب می کند. آجیل برنز برای بارهای پویا بالاتر از دوام تر و مناسب تر است اما به روغن کاری منظم نیاز دارد.
ب. روغن کاری:
روغن کاری مناسب برای کاهش اصطکاک و سایش در شرایط پویا بسیار مهم است. سیستم های خشک یا روغن کاری ناکافی می توانند منجر به خرابی زودرس شوند.
برخی از سیستم ها از آجیل خودکشی ساخته شده از مواد کامپوزیت برای به حداقل رساندن نیازهای نگهداری استفاده می کنند.
ج. سرعت و شتاب:
سرعت بالاتر و شتاب سریع نیروهای پویا را که روی پیچ عمل می کنند افزایش می دهد و منجر به سایش بیشتر و تولید گرما می شود. پیچ های سرب ذوزنقه به طور کلی به اندازه پیچ های توپ در سرعت زیاد کارآمد نیستند ، بنابراین استفاده از آنها در برنامه های پر سرعت باید با دقت ارزیابی شود.
د. پشتیبانی و تراز نهایی:
پشتیبانی از پایان مناسب (به عنوان مثال ، تنظیمات ثابت یا شناور ثابت) برای جلوگیری از خم شدن یا کمرنگ شدن پیچ در زیر بارهای پویا ضروری است. سوء استفاده می تواند سایش را تشدید کرده و طول عمر سیستم را کاهش دهد.
برنامه ها و مناسب بودن:
الف برنامه های بار استاتیک:
پیچ های سرب ذوزنقه ای در برنامه هایی که بار در درجه اول استاتیک است یا به ندرت تغییر می کند ، مانند:
مکانیسم های بستن (به عنوان مثال ، ویز ، پرس).
سیستم های موقعیت یابی که برای دوره های طولانی یک موقعیت ثابت دارند.
سیستم های بلند کردن با حداقل حرکت (به عنوان مثال ، جک ، آسانسور).
ب. برنامه های بار پویا:
در حالی که پیچ های سرب ذوزنقه می توانند بارهای پویا را تحمل کنند ، آنها برای برنامه های با سرعت متوسط و متوسط ، مانند:
دستگاه های CNC (سرعت کم و متوسط).
چاپگرهای سه بعدی (جایی که دقت از سرعت مهمتر است).
دستگاه های پزشکی که نیاز به حرکت صاف و کنترل دارند.
برای برنامه های پر سرعت یا با سرعت بالا ، پیچ های توپ یا پیچ های غلتکی ممکن است به دلیل راندمان بالاتر و اصطکاک پایین تر مناسب تر باشد.
