Sekrup timbal trapesium (sering disebut sekrup ACME) adalah komponen mekanis mendasar yang mengubah gerakan putar menjadi gerakan linier yang tepat. Meskipun kurang efisien daripada sekrup bola, kekokohan, kesederhanaan, efektivitas biaya, dan kemampuan penguncian diri membuat mereka sangat diperlukan dalam banyak aplikasi industri dan presisi.
Fitur utama & mengapa memilihnya
-
Geometri Thread:
-
Dicirikan oleh a Sudut benang 30 ° (metrik standar) atau Sudut 29 ° (ACME - standar AS).
-
Crests/akar utas yang lebih rata vs v-threads, memungkinkan distribusi beban yang lebih tinggi dan ketahanan aus yang lebih baik.
-
-
Keuntungan Inti:
-
Kapasitas beban tinggi: Desain yang kuat menangani beban statis dan dinamis yang signifikan (dorong aksial).
-
Kemampuan penguncian diri: Gesekan yang melekat biasanya mencegah pengemudi kembali di bawah beban statis (penting untuk aplikasi vertikal/gantung).
-
Kesederhanaan & Biaya: Lebih sedikit komponen, manufaktur yang lebih mudah, dan secara signifikan lebih murah daripada sekrup bola.
-
Daya Daya & Operasi Bersih: Tidak ada bola resirkulasi = tidak ada risiko jamming dari puing -puing (ideal untuk lingkungan kotor seperti penggergajian, pengolahan makanan).
-
Halus & tenang: Generasi kebisingan yang lebih rendah dibandingkan dengan sekrup bola dengan kecepatan sedang.
-
Pembasahan: Gesekan memberikan redaman getaran yang melekat.
-
Pilihan material: sekrup & mur
-
Bahan sekrup:
-
Baja Karbon (C45, AISI 1045): Paling umum, hemat biaya. Membutuhkan pengerasan atau lapisan permukaan untuk ketahanan aus.
-
Alloy Steel (AISI 4140, 4340): Kekuatan yang lebih tinggi, respons yang lebih baik terhadap perlakuan panas. Digunakan untuk aplikasi yang menuntut.
-
Stainless Steel (A2/304, A4/316): Penting untuk resistensi korosi (makanan, laut, kimia). Kekuatan lebih rendah dari baja karbon, gesekan lebih tinggi.
-
-
Bahan kacang:
-
Perunggu (SAE 841, C93200): Standar Industri. Resistensi keausan yang sangat baik, gesekan rendah terhadap baja, kesesuaian yang baik. Sering kali diresapi minyak.
-
Besi cor: Properti keausan yang ekonomis dan bagus, digunakan dalam mesin berat. Gesekan lebih tinggi dari perunggu.
-
Teknik Plastik (POM, Nylon, Komposit PTFE): Ringan, tahan korosi, gesekan rendah, tenang. Kapasitas beban yang lebih rendah & batas suhu. Ideal untuk lingkungan tugas ringan/bersih.
-
PTFE yang dipenuhi perunggu: Menggabungkan gesekan rendah dengan ketahanan aus yang baik.
-
Faktor Kinerja Kritis & Pertukaran
-
Efisiensi (η):
-
Khas 20-40% Karena gesekan geser (vs 90% untuk sekrup bola).
-
Rumus:
η = tan (λ) / tan (λ φ)
(λ = sudut timbal, φ = sudut gesekan). -
Meningkatkan efisiensi: Kurangi koefisien gesekan (pelumasan, pasangan material), tingkatkan sudut timbal (benang multi-start).
-
-
Reaksi:
-
Clearance antara sekrup dan benang mur. Penting untuk operasi yang lancar tetapi mengurangi presisi.
-
Dikendalikan oleh: Pembuatan presisi, mur split yang dapat disesuaikan, mur ganda yang dimuat sebelumnya.
-
-
Kenakan & Kehidupan:
-
Mode kegagalan utama adalah keausan utas. Hidup tergantung pada:
-
Load & Speed (Batas PV - Tekanan x Kecepatan)
-
Pasangan material
-
Pelumasan: KRITIS! Mengurangi gesekan, keausan, dan panas. Gunakan minyak atau minyak bertekanan tinggi yang cocok untuk lingkungan.
-
Perlindungan kontaminasi (wiper, bellow)
-
-
-
Mengunci diri vs. back-driving:
-
Mengunci diri terjadi saat
λ <φ
. Penting untuk keamanan dalam sumbu vertikal. -
Peringatan: Keuntungan efisiensi (mis., Melalui pelumasan) dapat mengurangi sudut gesekan (φ) dan berpotensi menghilangkan penguncian diri! Verifikasi dengan cermat.
-
Standar umum
-
Metric Trapezoidal: DIN 103 (Profil), DIN 513 (Toleransi). Pitch umum: TR8X1.5, TR10X2, TR12X3, TR16X4, TR20X4, dll.
-
ACME (Imperial): ASME B1.5 . Ukuran umum: 1/2 "-10, 3/4" -6, 1 "-5, dll. (Diameter-tpi).
-
Utas multi-start: Meningkatkan timah tanpa meningkatkan nada (perjalanan lebih cepat per revolusi, efisiensi yang lebih tinggi, tetapi mengurangi kecenderungan penguncian diri).
Aplikasi utama (di mana mereka unggul)
-
Sistem pengangkat vertikal: Jacks, lift gunting, aktuator (mengandalkan penguncian sendiri).
-
Mesin Industri Berat: Peralatan mesin (desain lama), mesin cetak, mesin stamping, konveyor.
-
Lingkungan yang keras: Penggergajian, peralatan pertambangan, mesin pertanian (toleransi puing).
-
Posisi presisi (peka biaya): Printer 3D (ujung bawah), peralatan lab, tahap optik (dengan mur yang dimuat sebelumnya).
-
Operasi Manual: Perangkat penjepit, aktuator katup, tahap penentuan posisi manual.
Panduan Seleksi: Pertanyaan Kunci
-
Apa beban statis/dinamis aksial? (Menentukan diameter sekrup, kekuatan material).
-
Kecepatan apa (rpm) dan kecepatan linier (m/s) diperlukan? (Dampak efisiensi, pembuatan panas, keausan - periksa batas PV).
-
Apakah presisi atau serangan balik minimal kritis? (Menentukan kualitas utas, kebutuhan untuk preloading).
-
Apakah penguncian diri diperlukan? (Penting untuk beban vertikal/gantung - dampak pilihan timbal dan pelumasan).
-
Apa lingkungan operasinya? (Korosif? Kotor? Suhu tinggi? - Menentukan material/pelumas/penyegelan).
-
Siklus tugas? (Operasi berkelanjutan membutuhkan pelumasan/pendinginan yang kuat).
-
Target Biaya? (Trapesium lebih murah daripada sekrup bola, tetapi mur perunggu menambah biaya vs plastik).
Praktik Terbaik Instalasi & Pemeliharaan
-
Penyelarasan: Misalignment adalah pembunuh. Gunakan kopling yang fleksibel, pastikan pemasangan pendukung/bantalan yang tepat.
-
Bantalan Dorong: Harus digunakan untuk menangani beban aksial, berukuran tepat. Bantalan radial mendukung berat sekrup.
-
Pelumasan:
-
Pilih jenis yang benar (minyak untuk kecepatan/tugas sedang, oli untuk kecepatan tinggi/tugas berkelanjutan).
-
Menerapkan port/sistem pelumasan.
-
Menetapkan jadwal pelumasan ulang yang ketat.
-
-
Kontrol Kontaminasi: Gunakan wiper/scraper dan bellow pelindung di mana ada debu/keripik/swarf.
-
Hindari perjalanan berlebih: Gunakan sakelar batas untuk mencegah mur tidak mengalir dari ujung sekrup.
Trapezoidal vs. Ball Screws: Kapan memilih yang mana?
-
Pilih sekrup timah trapesium saat:
-
Biaya adalah pendorong utama.
-
Mengunci diri sangat penting.
-
Beban statis yang sangat tinggi atau beban guncangan hadir.
-
Lingkungan kotor atau pelumasan jarang terjadi.
-
Presisi/kecepatan sedang sudah cukup.
-
Kebisingan perlu diminimalkan.
-
-
Pilih sekrup bola saat:
-
Diperlukan efisiensi tinggi (> 80%) (mengurangi ukuran/panas motor).
-
Diperlukan kecepatan tinggi atau bersepeda cepat.
-
Presisi tinggi dan reaksi minimal sangat penting.
-
Mengemudi kembali dapat diterima atau diinginkan.
-
Anggaran memungkinkan biaya yang lebih tinggi.
-
Kesimpulan: Sekrup timbal trapesium tetap menjadi komponen vital yang menawarkan kesederhanaan yang tak tertandingi, daya tahan, dan efektivitas biaya untuk gerakan linier dalam kondisi yang menuntut. Memahami kekuatan mereka (beban, kunci mandiri, ketahanan), keterbatasan (efisiensi, keausan), dan praktik pemilihan/pemasangan yang tepat (penyelarasan, pelumasan, batas PV) adalah kunci untuk keberhasilan implementasi. Selalu berkonsultasi dengan katalog produsen dan data teknis untuk ukuran tertentu, peringkat beban, dan kompatibilitas material untuk aplikasi Anda.