Vít bi (thường được gọi là "chì vít") của máy ép phun là thành phần cốt lõi, thường được gọi là "trái tim" của cỗ máy. Hoạt động của nó là một quá trình phức tạp tích hợp vật lý, cơ học và nhiệt động lực học.Nói một cách đơn giản, nhiệm vụ cốt lõi của nó là vận chuyển, làm tan chảy, nén và đồng nhất các hạt nhựa rắn, cuối cùng là phun nhựa nóng chảy vào khoang khuôn với áp suất và tốc độ đủ lớn.Để hiểu rõ hơn về hoạt động của nó, chúng ta có thể chia chu trình làm việc thành các giai đoạn sau: Một chu trình làm việc hoàn chỉnh của trục vít me bi máy ép phun. Trong một chu trình phun hoàn chỉnh, trục vít me bi chủ yếu thực hiện hai hành động: quay và chuyển động dọc trục. Chu trình làm việc của nó có thể được chia thành ba giai đoạn:1. Giai đoạn quay (Dẻo hóa/Đo lường)Mục tiêu: Vận chuyển, làm nóng, làm tan chảy và đồng nhất các hạt nhựa rắn trong phễu.Hành động: Trục vít me quay với tốc độ cao bên trong thùng nhưng không di chuyển về phía trước (lúc này, xi lanh phun ở phía sau trục vít me giải phóng áp suất, cho phép trục vít me rút lại do lực phản ứng của nhựa trong quá trình quay).Quy trình vận hành:Nạp liệu và Vận chuyển: Hạt nhựa rơi từ phễu vào thùng. Trục vít quay, giống như trục vít quay trong đai ốc, sử dụng mặt phẳng nghiêng của ren để liên tục đẩy hạt nhựa về phía trước.Nén và làm nóng chảy: Cấu trúc trục vít được chia thành ba phần từ sau ra trước: phần cấp liệu, phần nén và phần định lượng.Bộ phận cấp liệu: Độ sâu của ren tương đối sâu, chủ yếu được sử dụng để vận chuyển ổn định các hạt rắn.Phần nén: Độ sâu ren giảm dần. Tại đây, nhựa bị nén và cắt mạnh, đồng thời cuộn dây gia nhiệt bên ngoài thùng cũng làm nóng nhựa. Dưới tác động kết hợp của "nhiệt cắt" và "gia nhiệt bên ngoài", nhựa rắn nhanh chóng tan chảy thành trạng thái chảy nhớt. Trên thực tế, hơn 80% nhiệt nóng chảy đến từ nhiệt cắt sinh ra từ chuyển động quay của trục vít.Bộ phận định lượng: Độ sâu ren là nông nhất. Chức năng chính của nó là đồng nhất hóa nhiệt độ và thành phần của hỗn hợp nóng chảy, đảm bảo chất lượng đồng đều của hỗn hợp nóng chảy được lưu trữ ở đầu trước.Kết quả: Nhựa nóng chảy đồng đều được đẩy về phía trước của trục vít (tại vòi phun) và áp suất tích tụ (áp suất ngược) đẩy toàn bộ trục vít về phía sau, giữ lại một lượng vật liệu nóng chảy cố định cho lần phun tiếp theo.2. Giai đoạn chuyển động dọc trục (Tiêm/Giữ áp suất)Mục tiêu: Phun nhựa nóng chảy được giữ lại ở giai đoạn trước vào khoang khuôn với tốc độ và áp suất cao.Hoạt động: Trục vít dừng quay và dưới lực đẩy mạnh của xi lanh phun, chuyển động về phía trước với tốc độ cao như piston.Quy trình vận hành:Phun: Trục vít tiến về phía trước với tốc độ cực cao, phun nhựa nóng chảy còn lại ở phía trước qua vòi phun, ống dẫn khuôn và cổng phun vào khoang khuôn đã đóng kín. Quá trình này cần được hoàn thành trong thời gian rất ngắn để đảm bảo vật liệu nóng chảy lấp đầy đồng thời mọi ngóc ngách của khoang khuôn.Áp suất giữ: Khi khoang sắp được lấp đầy, tốc độ phun sẽ chậm lại, chuyển sang giai đoạn "áp suất giữ" áp suất cao. Trục vít tiếp tục di chuyển chậm về phía trước, sử dụng áp suất cực cao để bổ sung thể tích bị mất do quá trình làm mát và co ngót của nhựa, ngăn ngừa các khuyết tật như vết co ngót và thiếu vật liệu trong sản phẩm.3. Thiết lập lại (Chuẩn bị cho chu kỳ tiếp theo)Mục tiêu: Chuẩn bị vật liệu nóng chảy cho chu kỳ ép phun tiếp theo.Hoạt động: Sau khi áp suất giữ hoàn tất, trục vít dừng chuyển động dọc và bắt đầu quay trở lại (trở về giai đoạn đầu tiên) để thực hiện quá trình hóa dẻo và định lượng tiếp theo. Lúc này, khuôn mở ra, đẩy sản phẩm ra, rồi đóng lại, chờ đợi quá trình phun tiếp theo.Các tính năng thiết kế chính của vít me biĐể thực hiện các nhiệm vụ phức tạp trên, trục vít bi được thiết kế với độ chính xác cao:Tỷ lệ Chiều dài/Đường kính (L/D): Tỷ lệ giữa chiều dài của trục vít me bi và đường kính của nó. Tỷ lệ L/D càng lớn thì khả năng hóa dẻo càng tốt và nhiệt độ càng đồng đều. Tỷ lệ phổ biến nằm trong khoảng từ 18:1 đến 25:1.Tỷ số nén: Tỷ số giữa thể tích rãnh ren đầu tiên trong phần cấp liệu và thể tích rãnh ren cuối cùng trong phần định lượng. Tỷ số này quyết định mức độ nén của nhựa và rất quan trọng đối với hiệu suất nấu chảy. Các loại nhựa khác nhau yêu cầu tỷ số nén khác nhau.Thiết kế ba giai đoạn: Như đã đề cập ở trên, bộ phận cấp liệu, bộ phận nén và bộ phận định lượng đều thực hiện các chức năng tương ứng, tạo thành cơ sở cho hoạt động hiệu quả của trục vít dẫn.Tóm lại, bạn có thể hình dung hoạt động của trục vít máy ép phun như sau:Nó giống như một "máy xay thịt": khi quay, nó sẽ cắn, cắt, trộn và vận chuyển vật liệu.Nó giống như một "piston" hoặc "ống tiêm": khi đẩy về phía trước, nó sẽ phun "chất lỏng" đã được xử lý dưới áp suất cao.Nó cũng là một "máy phát nhiệt": thông qua quá trình cắt quay của chính nó, nó tạo ra phần lớn nhiệt lượng cần thiết để làm tan chảy nhựa.Sự kết hợp khéo léo giữa "dẻo hóa quay" và "phun trục" cho phép máy ép phun hoàn thành quá trình chuyển đổi từ hạt rắn thành các sản phẩm nhựa chính xác một cách hiệu quả và chính xác.

Trong tự động hóa công nghiệp và thiết bị chính xác, vít me hình thang là cơ cấu truyền động cốt lõi để đạt được chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác và độ ổn định của thiết bị. Tuy nhiên, người sử dụng thường gặp phải tình trạng giảm hiệu suất thiết bị và rút ngắn tuổi thọ do thiếu hiểu biết sâu sắc về nguyên lý và lựa chọn không phù hợp. Bài viết này sẽ phân tích nguyên lý chuyển động của vít me hình thang và cung cấp hướng dẫn lựa chọn thực tế.I. Nguyên lý chuyển động của sản phẩm và các thông số liên quan1. Nguyên lý chuyển động: Trục vít hình thang chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến thông qua sự ăn khớp giữa trục vít và đai ốc, đồng thời truyền năng lượng và công suất. II. Đặc điểm sản phẩm1. Cấu trúc đơn giản, gia công và vận hành thuận tiện, chi phí tiết kiệm;2. Chức năng tự khóa đạt được khi góc xoắn của ren nhỏ hơn góc ma sát;3. Quá trình truyền tải diễn ra suôn sẻ và ổn định;4. Khả năng cản ma sát tương đối cao, với hiệu suất truyền động trong khoảng 0,3~0,7. Ở chế độ tự khóa, hiệu suất dưới 0,4;5. Có khả năng chống va đập và rung động ở một mức độ nhất định;6. Khả năng chịu tải tổng thể mạnh hơn so với các loại vít me cán thông thường. III. Các phép tính lựa chọn và kiểm chứngĐối với các loại vít truyền lực thông thường, các dạng hỏng hóc chính là mài mòn bề mặt ren, gãy do ứng suất kéo, cắt xén, và cắt xén hoặc uốn cong tại chân ren. Do đó, các kích thước chính của bộ truyền động vít được xác định chủ yếu dựa trên các tính toán về khả năng chống mài mòn và độ bền trong quá trình thiết kế.Đối với vít truyền động, lỗi thường gặp nhất là khe hở quá lớn do mài mòn hoặc biến dạng dẫn đến giảm độ chính xác chuyển động. Do đó, trong quá trình thiết kế, các kích thước chính của vít truyền động cần được xác định dựa trên khả năng chống mài mòn ren và tính toán độ cứng của vít. Nếu vít truyền động cũng chịu tải trọng dọc trục lớn, cần phải tính toán thêm độ bền của nó.Các vít dài (tỷ lệ độ mảnh vượt quá 40) không thể điều chỉnh bằng tay có thể tạo ra rung động ngang; do đó, cần kiểm tra tốc độ tới hạn của chúng.IV. Biện pháp phòng ngừa khi sử dụng1. Lưu ý về tải trọng: Nên tránh tối đa các tải trọng hướng tâm bổ sung, vì các tải trọng như vậy có thể dễ dàng gây ra sự cố cho vít, làm tăng mài mòn và gây kẹt.2. Yêu cầu phòng ngừa bụi: Phải ngăn chặn các vật lạ xâm nhập vào ren. Nếu các tạp chất như mạt sắt, xỉ thiếc và vụn nhôm dễ dàng được tạo ra trong điều kiện hoạt động, cần lắp đặt nắp bảo vệ để ngăn các vật lạ xâm nhập vào ren và gây mài mòn bất thường hoặc kẹt máy.3. Yêu cầu về tỷ lệ độ mảnh: Khi tỷ lệ độ mảnh vượt quá một phạm vi nhất định (60 trở lên), vít sẽ bị uốn cong do trọng lượng riêng, dẫn đến tải trọng lệch tâm hướng tâm tác động lên đai ốc. Tùy thuộc vào tốc độ và mô-men xoắn hoạt động thực tế, điều này có thể dẫn đến mài mòn bất thường, kẹt, cong đầu trục hoặc thậm chí gãy. Để giải quyết vấn đề này, có thể lắp đặt thiết bị chống lệch tâm ở giữa vít để hạn chế sự lệch tâm.4. Trong quá trình lắp đặt, cần chú ý đến việc hiệu chỉnh độ đồng trục và độ bằng phẳng của phương pháp lắp đặt giá đỡ cố định; đối với kết cấu dầm консоль cố định-tự do, cần chú ý đến việc kiểm soát dung sai đầu trục và việc khóa chặt cũng như gia cố đầu dầm.5. Khi lắp đặt vít ren hình thang, cần phải thực hiện kiểm tra độ lệch tâm. Nếu không có thiết bị đo phù hợp, có thể dùng tay xoay vít dọc theo toàn bộ chiều dài của nó một hoặc nhiều lần trước khi lắp đặt bộ phận dẫn động. Nếu lực cần thiết để xoay đường kính ngoài của trục không đều và kèm theo vết mài mòn, điều đó cho thấy vít dẫn hướng, giá đỡ đai ốc và thanh dẫn hướng không được căn chỉnh đúng. Trong trường hợp này, trước tiên hãy nới lỏng các vít lắp đặt liên quan, sau đó xoay vít dẫn hướng bằng tay một lần. Nếu lực cần thiết trở nên đồng đều vào lúc này, các bộ phận tương ứng có thể được hiệu chỉnh lại. Nếu lực vẫn không đồng đều, cần phải nới lỏng các vít lắp đặt một lần nữa để xác định vị trí sai số hiệu chỉnh.

Khả năng của vít me dẫn hướng máy công cụ Để hoạt động hiệu quả và không bị kẹt suốt 24 giờ mỗi ngày chủ yếu là nhờ tác động tổng hợp của ba yếu tố: thiết kế và lựa chọn phù hợp, bôi trơn và bảo trì đúng cách, và kiểm soát điều kiện vận hành hợp lý. Cụ thể, điều này có thể được chia thành các khía cạnh chính sau:1. Thiết kế kết cấu và quy trình sản xuất có độ chính xác caoSự lắp ráp chính xác của cặp hộp số: Vít bi Sử dụng các viên bi thép làm phần tử lăn. So với tiếp xúc bề mặt của vít trượt, đây là tiếp xúc điểm, dẫn đến hệ số ma sát cực thấp (chỉ bằng 1/10 đến 1/3 so với vít trượt). Điều này giúp giảm lực cản ma sát và sinh nhiệt ít hơn trong quá trình hoạt động, ngăn ngừa hiện tượng kẹt do quá nhiệt.Quá trình tải trước loại bỏ độ rơ: Cấu trúc tải trước bằng đai ốc kép (như loại có vòng đệm, loại có bước ren thay đổi hoặc loại có ren) loại bỏ độ rơ dọc trục giữa các bộ phận. vít me và đai ốcĐảm bảo độ chính xác truyền động và ngăn ngừa chuyển động dọc trục và kẹt trong quá trình vận hành tốc độ cao.Vật liệu chất lượng cao và xử lý nhiệt: Trục vít và đai ốc thường được làm bằng thép cacbon cao. (chẳng hạn như GCr15) hoặc thép kết cấu hợp kim, được xử lý bằng phương pháp tôi, ram và mài để đạt được bề mặt mong muốn. Độ cứng HRC 58~62. Điều này giúp tăng khả năng chống mài mòn, ngăn ngừa sự mài mòn và biến dạng trong quá trình vận hành lâu dài, đồng thời duy trì độ chính xác lắp ráp ổn định.2. Hệ thống bôi trơn và làm kín ổn định và đáng tin cậyBôi trơn liên tục và hiệu quả: Được trang bị hệ thống bôi trơn tự động (như bơm mỡ hoặc thiết bị bôi trơn phun sương dầu), hệ thống sẽ bổ sung mỡ hoặc dầu chuyên dụng vào rãnh dẫn hướng trục vít định kỳ, tạo thành một lớp màng dầu giúp giảm ma sát trực tiếp giữa các viên bi thép và rãnh dẫn hướng, giảm mài mòn và sinh nhiệt. Các máy công cụ hoạt động 24 giờ một ngày thường được trang bị hệ thống bôi trơn tự động gián đoạn để ngăn ngừa tình trạng bôi trơn không đủ hoặc mỡ bị lão hóa.Khả năng bảo vệ kín tuyệt vời:** Cả hai đầu của trục vít đều được trang bị gioăng kín bụi, tấm gạt và các bộ phận khác để ngăn chất lỏng cắt gọt, vụn kim loại và bụi xâm nhập vào rãnh dẫn. Tạp chất xâm nhập vào rãnh dẫn là nguyên nhân phổ biến gây kẹt trục vít; hệ thống làm kín này cách ly hiệu quả các chất gây ô nhiễm và giữ cho rãnh dẫn luôn sạch sẽ.3. Các thông số vận hành hợp lý và kiểm soát tảiPhối hợp tải trọng và tốc độ: Trong quá trình lựa chọn, tải trọng động và tĩnh định mức của trục vít được xác định dựa trên tải trọng thực tế của máy công cụ (lực cắt, trọng lượng bàn máy) để đảm bảo tải trọng không vượt quá giá trị định mức trong suốt 24 giờ hoạt động, tránh biến dạng ổ bi và cong trục vít do quá tải. Đồng thời, tốc độ được kiểm soát dưới tốc độ tới hạn của trục vít để ngăn ngừa hiện tượng cộng hưởng và rung động trong quá trình quay ở tốc độ cao.Kiểm soát nhiệt độ: Máy công cụ được trang bị hệ thống làm mát để kiểm soát nhiệt độ hoạt động của trục vít và trục chính. Việc trục vít bị nóng lên có thể gây biến dạng nhiệt, dẫn đến thay đổi bước ren hoặc thậm chí bị kẹt. Hệ thống làm mát có thể kiểm soát sự dao động nhiệt độ trong phạm vi tối thiểu, duy trì sự ổn định của hệ thống truyền động.4. Phối hợp chính xác các hệ thống truyền động và điều khiểnKết nối chắc chắn giữa động cơ servo và trục vít: Các khớp nối (như khớp nối màng và khớp nối lá) được sử dụng để tạo ra kết nối liền mạch giữa động cơ và trục vít, đảm bảo truyền tải điện năng trơn tru và tránh hiện tượng giật cục do kết nối lỏng lẻo.Điều chỉnh chính xác hệ thống CNC: Thông qua hệ thống điều khiển vòng kín hoặc bán vòng kín, vị trí và tốc độ của trục vít được giám sát theo thời gian thực, và mô-men xoắn đầu ra của động cơ được điều chỉnh động để bù lại biến dạng đàn hồi và biến dạng nhiệt của trục vít, đảm bảo tốc độ đồng đều và không bị gián đoạn trong quá trình hoạt động.Phần bổ sung: Vai trò quan trọng của bảo trì định kỳ: Ngay cả với thiết kế và điều kiện vận hành hợp lý, bảo trì định kỳ vẫn rất cần thiết để đảm bảo hoạt động liên tục 24/7. Ví dụ, việc thường xuyên vệ sinh các vòng đệm, kiểm tra tình trạng mỡ bôi trơn, phát hiện độ lệch tâm và độ rơ của trục vít, và kịp thời thay thế mỡ cũ và các viên bi mòn có thể kéo dài hiệu quả thời gian hoạt động ổn định của trục vít.