Mechanical Design & Drawings

מסבים ותנועה

בורג כדורי

Ball Screw

בורג שבו כדורים מתגלגלים בין הבורג לאום. הוא הופך סיבוב לתנועה קווית בנצילות של כ־90% ובדיוק גבוה.

בהתאם לתקן: ISO 3408

בורג כדורי – Ball Screw

In English

A screw with recirculating balls between screw and nut, converting rotation to linear motion at ~90% efficiency.

הסבר

הדרגות הן C7 (מגולגל, לשימוש כללי) עד C3 ו־C0 (מושחז, לדיוק גבוה). הוא לא נועל את עצמו, ולכן בציר אנכי צריך בלם. בתמיכות הקצה משתמשים במסבים זוויתיים בצד הקבוע ובמסב כדורי בצד החופשי.

מה זה אומר בפועל

בציר של מכונת CNC, מנוע סרוו מחובר דרך מצמד לבורג כדורי בפסיעה של 10 מ״מ, וכל סיבוב מזיז את השולחן 10 מ״מ. הכדורים מתגלגלים בתעלות שבין הבורג לאום וחוזרים דרך מעבר בתוך האום. באום עם עומס מקדים לא נשאר חופש בהיפוך כיוון.

למה זה חשוב

  • נצילות גבוהה – מנוע קטן יותר לאותו כוח.
  • דיוק מיקום וחזרתיות גבוהים.
  • בלאי נמוך ואורך חיים שניתן לחשב כמו במסב.
  • אפשר לבטל חופש בעזרת עומס מקדים.

בעיות נפוצות ופתרונות

  • העומס נופל בציר אנכי כשהמנוע לא פעיל → מנוע עם בלם.
  • שבבים ולכלוך פוגעים בכדורים ובתעלות → מפוחית מגן ומגבים באום.
  • עומס צידי על האום מקצר את חייו → המובלים הקוויים נושאים את העומס, והבורג רק דוחף.
  • התחממות והתארכות הבורג בעבודה רציפה → מתיחה מוקדמת בתמיכות או מדידת מיקום ישירה בסרגל מדידה ליניארי.

איפה משתמשים

  • מכונות CNC ומכונות עיבוד
  • מפעילים קוויים חשמליים ורובוטים
  • מכבשים חשמליים
  • ציוד מדידה ולייצור שבבים
  • מכשור רפואי
  • מכונות הזרקה חשמליות

נוסחאות ונתונים הנדסיים

PhFכוח ציריTאוםהובלה = התקדמות לסיבוב
מומנט הנעהT = F · Ph / (2π · η)
אורך חיים נומינליL = (Ca / Fm)³ · 10⁶ [סיבובים]
אורך חיים במרחקLs = L · Ph / 10⁶ [km]
מהירות קוויתv = n · Ph / 60
מקרא
Tמומנט על הבורגN·mm
Fכוח ציריN
Phהובלהmm
ηנצילות (≈ 0.9)–
Caעומס דינמי בסיסי (מקטלוג)N
Fmעומס צירי ממוצע שקולN
nמהירות סיבובrpm
vמהירות קוויתmm/s
ערכים מקובלים
  • נצילות≈ 0.9–0.95
  • דרגת דיוק C7 (מגולגל)± 0.05 mm / 300 mm
  • דרגת דיוק C10 (מגולגל)± 0.21 mm / 300 mm
  • נעילה עצמיתאין – בבורג אנכי נדרש בלם

דוגמה: בורג 16×5 שדוחף 1000 N: T = 1000 · 5 / (2π · 0.9) ≈ 884 N·mm ≈ 0.88 N·m. אם לאום Ca = 7.7 kN, אז L = 7.7³ ≈ 456.5 מיליון סיבובים, כלומר כ־2,280 km של תנועה.

נוסחאות בסיסיות להערכה ראשונית. לתכנון סופי יש לבדוק מול התקן ונתוני היצרן.

סרטון הסבר

How does a ball screw work? · Ever Power (YouTube)

סוגים נפוצים

  • מגולגל (C7–C10)
  • מושחז (C0–C5)
  • אום כפול עם עומס מקדים

צריכים תכנון מכני או שרטוטי ייצור?

מידול תלת-ממדי ב־Inventor, שרטוטי ייצור, הנדסה לאחור ורכש רכיבים.

דברו איתנו

לוגו טי.בי.אמ תכנון מכני ושרטוט