बॉल स्क्रू

 

 

 

 लीड स्क्रू आणि बॉल स्क्रू

 

पारंपरिक यंत्रसाधनांमध्ये अक्षीय हालचाली मिळवण्यासाठी लीड स्क्रूचा वापर केला जातो. अंकनियंत्रित (सीएनसी) यंत्रसाधनांमध्ये या कामासाठी बॉल स्क्रूचा उपयोग करतात. बुश बेअरिंग आणि बॉल बेअरिंग यामध्ये जो फरक आहे, तोच नेमका लीड स्क्रू आणि बॉल स्क्रू यामध्ये आहे.

 

लीड स्क्रू - नट यंत्रणेत ‘घसरते घर्षण’ (स्लायडिंग फ्रिक्शन) असते, तर बॉल स्क्रू - नट यंत्रणेत ‘लाटीव घर्षण’ (रोलिंग फ्रिक्शन) असते. त्यामुळे लीड स्क्रू वापरून एखादे वजन सरकवण्यासाठी जो जोर लागेल त्याच्या केवळ तिसरा हिस्सा जोर, बॉल स्क्रू वापरल्यास लागतो. लीड स्क्रूची कार्यक्षमता 30% असते, तर लाटीव घर्षणामुळे बॉल स्क्रूची कार्यक्षमता 90% असते. अधिक कार्यक्षमतेमुळे बॉल स्क्रू - नट या जोडीचे कार्य उलटसुलट दिशांनी चालू शकते (याला रिव्हर्सिबल ड्राइव्ह असे म्हणतात). स्क्रू फिरवल्यास नट अक्षीय दिशेने ढकलला जातो, त्याच प्रमाणे नट ढकलल्यास स्क्रूवर भ्रमण बल तयार होऊन तो फिरू शकतो. सीएनसी यंत्रांमध्ये स्क्रूवर सर्वोमोटरचे पूर्ण नियंत्रण असते, त्यामुळे स्क्रू अनपेक्षितपणे फिरू शकत नाही. ही सोय पारंपरिक यंत्रात नसते. त्यामुळे अशा यंत्रात बॉल स्क्रू वापरला जात नाही.

 

 

तत्वत: बॉल स्क्रूची रचना ही बॉल बेअरिंग सारखीच असते. बॉल बेअरिंगमध्ये आतल्या आणि बाहेरच्या वर्तुळाकार गोळी मार्गावर गोळ्या पुन्हा पुन्हा फिरत असतात.

 

बॉल स्क्रू फिरत असताना स्क्रूवरच्या सर्पिल मार्गावर गोळ्या स्वत:भोवती फिरत पुढे सरकत असतात. अडवल्या नाहीत तर त्या नटच्या बाहेर पडू शकतात. या कामासाठी नटमध्ये एक नळी बसवून नळीच्या विशेष आकार दिलेल्या तोंडाने मार्गावर एका जागी गोळ्या उचलल्या जातात आणि नळीच्या तसाच आकार दिलेल्या दुसऱ्या तोंडाने त्या मूळ जागी परत स्क्रूवर सोडल्या जातात. नटच्या रचनेवर अवलंबून एक, दोन अथवा अधिक फेरे मार्गावर फिरून गोळ्या सुरुवातीच्या जागी परत येतात आणि स्क्रूवरचा प्रवास नव्याने सुरू करतात. अशा तर्‍हेने बॉलच्या नटवरील प्रवासाचे एक वलय पूर्ण होते. नटच्या रचनेवर अवलंबून एकापेक्षा अधिक वलये असू शकतात. परत मार्गाची नळी बाहेरून बसवलेली असते आणि तिचा काही भाग नटच्या बाहेरील व्यासाच्या बाहेर येऊ शकतो. यामुळे या रचनेला ‘बाहेरील गोळी परत मार्ग’ असे नाव आहे.

 

यामधे गोळी परत मार्गाची रचना ही नटच्या बाहेरच्या व्यासाच्या आत बसवलेली असते. ‘एक फेरा भ्रमण मार्ग’ ही या प्रकारची एक रचना आहे. या पद्धतीत ‘दिशाबदल चावी’ वापरून गोळी आट्याच्या माथ्यावरून शेजारील आट्यामधे परत पाठवली जाते. अशा तर्‍हेने गोट्या एकाच 3600 वेटोळ्यात परत परत फिरत राहतात. भार क्षमता वाढवण्यासाठी एकाच नटमध्ये अशी अनेक ‘एक फेरा वेटोळी’ बसवता येतात. ‘आयएआर’संबंधी लेखात अशा दिशाबदल चावीची नाविन्यपूर्ण रचना दाखवली आहे.

 

 

सर्वसाधारण रचनेच्या बॉल स्क्रू- नट जोडीत सैलपणा असतो. स्क्रू पकडून ठेवून, नट न फिरवता मागे-पुढे सरकवण्याचा प्रयत्न केल्यास तो किंचितसा तरी हलू शकतो, यालाच इंग्रजीत ‘बॅकलॅश’ असे नाव आहे.

 

बॉल स्क्रू अणि नट यांचा नटमध्ये फिरणाऱ्या गोळ्यांमार्फत संबंध येतो. आकृती क्र. 5 मध्ये स्क्रू आणि नट यांमध्ये तयार केलेल्या सर्पिल गोळीमार्गाचा छेद दाखवला आहे. गोळीमार्ग ‘गोथिक आर्क’ रूपरेषेचा असतो आणि अक्षीय दाबाखाली गोळीचा ‘संपर्क कोन’ (काँटॅक्ट अँगल) हा 400 ते 500 या बाहेर जाणार नाही, अशी मार्गाची रूपरेषा (प्रोफाइल) तयार करताना काळजी घ्यावी लागते.

 

 

 

 

पूर्वभारित करण्यासाठी ‘बॉल स्क्रू-दोन नट’ जोडी वापरावी लागते. दोन नटमध्ये योग्य जाडीची चकती बसवून हवा तो पूर्वभार देता येतो (आकृती क्र. 6). शक्य असेल तेथे स्प्रिंगांचा वापर करूनही पूर्वभार मिळवता येतो. पूर्वभार प्रमाणाबाहेर देऊन चालत नाही. अन्यथा बॉल स्क्रूवरील घर्षण बल वाढून नट तापू शकतो आणि त्याचे आयुष्य कमी होऊ शकते.

 

पूर्वभार हा केवळ ‘लाटीव’ घर्षणाचा वापर करणाऱ्या बॉल स्क्रू-नटमध्ये देता येतो. लीड स्क्रूपद्धतीत पूर्वभारित नट वापरता येत नाही, कारण सरकत्या घर्षणामुळे स्क्रूच्या आट्यांभोवती प्रमाणाबाहेर (लाटीव घर्षणाच्या तीन पट) ‘ब्रेक’ बसतो. त्यामुळे अंकनियंत्रित यंत्रांमध्ये सामान्य लीड स्क्रू वापरता येत नाही.

 

 

बॉल स्क्रूमध्ये साधारणपणे ABMA ग्रेड 25, अथवा अधिक अचुकतेसाठी ग्रेड 10 च्या गोळ्या वापरतात. ग्रेड 10 गोळ्यांची ‘गोलाकारता’ (स्फेरिसिटी) 0.25 मायक्रॉनपेक्षा कमी असावी लागते आणि एका गटातील सर्व गोळ्यांचे व्यास +/- 0.6 मायक्रॉन या टॉलरन्समध्ये असावे लागतात. बॉल नटमधील गोळ्यांच्या व्यासांमध्ये अधिक फरक असेल तर अधिक व्यासाच्या गोळ्यांवर जास्त भार पडेल आणि त्यांचे आयुष्य कमी होईल. अंतत: बॉल नट लवकर खराब होईल. 25 अथवा 10 ग्रेडच्या गोळ्या अजून तरी भारतात बनत नाहीत. त्या आयात कराव्या लागतात.