1/ Trục vít me là gì?
Trục vít me là một chi tiết máy được sử dụng rất nhiều trong cơ khí, xây dựng, điện,… Ngoài ra, nó còn được sử dụng ở một số ứng dụng trong đời sống. Phạm vi ứng dụng rất rộng vì nó có độ chính xác từ rất thấp đến rất cao và giá thành của loại chi tiết máy trục vít me cũng phụ thuộc vào ứng dụng, kích thước, độ chính xác và khả năng chịu tải.
1.1/ Tại sao gọi là trục vít me?
Tên gọi vít me bắt nguồn từ tiếng pháp. Tên gọi của nó trong tiếng pháp là vis-mère, dịch ra tiếng anh là Lead screw. Tại Việt Nam, khi viết thường được sử dụng một trong 3 cách sau: vitme, vít me, visme
2/ Cấu tạo
Đây là một chi tiết gồm 2 thành phần chính: Trục ren và con trượt (đai ốc trược). Được chế tạo từ các loại vật liệu: Thép, Đồng. Quá trình chế tạo cần phải xử lý nhiệt để gia tăng độ cứng của trục vít me.
Trục ren: Đây là chi tiết có chức năng dẫn hướng. Được gia công bằng cách tiện ren, tuỳ thuộc vào loại vít me sẽ có các dạng ren như: ren vuông, ren thang, ren tròn, ren biên dạng V.
Con trượt (đai ốc trượt): Đây là chi tiết di chuyển tịnh tiến trên trục ren. Đai ốc trượt sẽ được liên kế với các bộ phận khác giúp di chuyển tịnh tiến bộ phận đó. Đai ốc trượt cũng có nhiều dạng như: Có bi, không có bi, bi đũa (con lăn).
3/ Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động về cơ giống với nguyên lý của bulong và đai ốc vặn. Chuyển từ chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, đai ốc trượt sẽ ăn khớp với trục ren để di chuyển tịnh tiến, nên có thể kiểm soát và điều khiển chính xác được khoảng di chuyển (và đây là chức năng chính của vít me được sử dụng). Đai ốc trượt và trục ren ăn khớp theo dạng tiếp xúc ma sát bề mặt nên cần phải có dầu mỡ bôi tron để giảm ma sát, giúp tăng tuổi thọ và hiệu suất hoạt động.
Với nguyên lý này, có thể đảo chiều, thay đổi tốc độ, điều khiển chính xác vị trí
4/ Phân loại trục vít me
Có rất nhiều cách phân loại, dựa vào: Ứng dụng, cấu tạo, độ chính xác, hãng sản xuất, vật liệu chế tạo,…. Nhưng tại Việt Nam, cách phân loại chủ yếu dựa vào đặt điểm cấu tạo.
4.1/ Trục vít me bi
Đây là được sử dụng rất nhiều trong các loại máy móc, cơ cấu tịnh tiến, dây chuyền sản xuất. Với đặt điểm là độ chính xác cao, khả năng chịu tải lớn, di chuyển mượt, tiếng ồn thấp.
Nhược điểm: Giá thành cao, gia công sản xuất phức tạp, ko ứng dụng được trong các yêu cầu chịu tải rất lớn, môi trường làm việc phải được đảm bảo về độ ẩm, nhiệt độ, không thể thay thế hoặc rất khó khăn để thay thế các chi tiết
4.2/ Trục vít me thường
Đây là vít me được sử dụng nhiều trong xây dựng, cơ khí, kết cấu nâng hạ. Với ưu điểm là khả năng chịu tải lớn, giá thành rẻ, dễ gia công – thay thế, dễ bảo trì, hoạt động được trong nhiều điều kiện môi trường
Nhược điểm: Độ chính xác không cao, tiếng ồn lớn, di chuyển không được mượt như vít me thường
5/ Ứng dụng của trục vít me
5.1/ Máy công cụ
Trục vít me là bộ phận chính giúp di chuyển các trục X, Y, Z trong các loại máy công cụ: Máy CNC, Máy in 3D, Máy cắt laser, máy cắt plasma, máy tiện, máy phay. Loại vít me được sử dụng bao gồm cả vít me bi và vít me thường. Yêu cầu độ chính xác rất cao, chịu tải lớn.
5.2/ Trong xây dựng
Vít me được sử dụng trong xây dựng là những loại vít me thường, với đặc điểm chịu được tải lớn và hoạt động trong môi trường ẩm ướt có nhiều bụi. Một số ví dụ: Vít me nâng hạ dùng trong việc đóng mở cửa đập giữ nước, hệ thống nâng hạ vật liệu xây dựng, cửa tự động đóng mở, giếng trời,….
5.3/ Xe nâng, hệ thống nâng
Xe nâng và hệ thống nâng thường dùng chủ yếu là hệ thống thuỷ lực, nhưng có một số trường hợp cần độ chính xác để kiểm soát được khoảng nâng hạ thì trục vít me là lựa chọn hàng đầu. Thông qua việc tính toán bước vít me, có thể điều khiển chính xác được hành trình.
5.4/ Cơ cấu trượt TLM
Đây là một dạng module trượt được sử dụng trong các máy móc tự động hoặc dây chuyển sản xuất. Module này dùng động cơ bước hoặc động cơ servo để điều khiển tịnh tiến trục vít me. Người sử dụng, có thể điều khiển chính xác vị trí, thay đổi tốc độ, đảo chiều quay đột ngột. Tất cả những điều này đều nhờ vào trục vít me bi được lắp ở bên trong.
6/ Những thông số kỹ thuật kỹ thuật đối với vít me
6.1/ Bước vít
Đây là thông số quan trọng nhất để tính toán và kiểm soát khoảng hành trình di chuyển của đai ốc. Bước là khoảng hành trình di chuyển được của đai ốc khi quay 1 vòng khép kín, độ chính xác càng lớn thì bước vít càng chính xác. Một số bước vít trong thực tế: 04mm, 05mm, 10mm, 12mm, 20mm. Bước vít càng lớn, tốc độ di chuyển càng nhanh nhưng khả năng chịu tải sẽ giảm. Ngược lại, nếu bước vít nhỏ, thì tốc độ chậm nhưng chịu được tải lớn hơn.
6.2/ Độ rơ (độ lỏng)
Đây là thông số được quyết định bởi nhà sản xuất, chất lượng gia công, độ chính xác. Nó là khoảng hở giữa trục ren và đai ốc trong trạng thái đứng yên (không xoay)
6.3/ Kích thước
Đường kính trục: Đây là đường kính ngoài của trục vít (đỉnh ren). Đường kính càng lớn thì khả năng chịu tải sẽ lớn
Chiều dài: Chiều dài của vít me có mối liên hệ với đường kính. Nếu đường kính nhỏ mà chiều dài lớn thì vít me sẽ bị rung lắc trong quá trình hoạt động.
7/ Một số loại linh kiện khác thường sử dụng kèm với trục vít me
Gối đỡ trục (ổ bi đỡ trục): Đây là gối đỡ 2 đầu trục của vít me, bên trong là bạc đạn. Gối đỡ chịu lực dọc trục và lực hướng tâm. Có rất nhiều loại gối đỡ được sử dụng, đối với vít me bi loại gối đỡ BKBF được sử dụng nhiều nhất trong thực tế
Động cơ: Tuỳ vào mục đích sử dụng mà sẽ có loại động cơ phù hợp. Đối với vít me dùng trong các máy CNC, cơ cấu trượt TLM, máy sản xuất tự động. Động cơ bước hoặc servo được sử dụng nhiều nhất.
8/ Những hạn chế của vít me
Xét trên cùng một chức năng, ngoài vít me ra còn có các chi tiết máy – linh kiện có thể đáp ứng được như: Bộ truyền đai răng, bộ truyền bánh răng thanh răng. Một số trường hợp ko thể sử dụng vít me được vì một số điểm hạn chế sau:
- Tốc độ: Trong những trường hợp cần đến tốc độ cao thì không thể dùng vít me được mà thay vào đó phải dùng kết cấu bánh răng thanh răng hoặc bộ truyền đai răng
- Độ dài: Vì vít me chuyển từ chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, nên nếu quá dài sẽ làm rung lắc mạnh. Ảnh hưởng đến độ chính xác, tuổi thọ và kế cấu toàn máy.
