الكرة اللولبية (والتي غالبًا ما تسمى "الرصاص" "المسمار" لآلة قولبة الحقن هو مُكوّنها الأساسي، ويُشار إليه غالبًا بـ"قلب" الآلة. تشغيلها عملية مُعقّدة تجمع بين الفيزياء والميكانيكا والديناميكا الحرارية.وبعبارة بسيطة، فإن مهمتها الأساسية هي نقل حبيبات البلاستيك الصلبة وصهرها وضغطها وتجانسها، وفي النهاية حقن البلاستيك المنصهر في تجويف القالب بضغط وسرعة كافيين.لفهم كيفية عملها بشكل أفضل، يمكننا تقسيم دورة عملها إلى المراحل التالية: دورة عمل كاملة للكرة اللولبية لآلة قولبة الحقن. في دورة الحقن الكاملة، يقوم اللولب الكروي بعمليتين رئيسيتين: الدوران والحركة المحورية. ويمكن تقسيم دورة عمله إلى ثلاث مراحل:1. مرحلة الدوران (التلدين/القياس)الهدف: نقل وتسخين وإذابة وتجانس الحبيبات البلاستيكية الصلبة في القادوس.الإجراء: يدور المسمار الرصاصي بسرعة عالية داخل البرميل ولكنه لا يتحرك للأمام (في هذا الوقت، تطلق أسطوانة الحقن الموجودة في الجزء الخلفي من المسمار الرصاصي الضغط، مما يسمح للمسمار الرصاصي بالتراجع بسبب قوة رد فعل البلاستيك أثناء الدوران).عملية التشغيل:التغذية والنقل: تسقط حبيبات البلاستيك من القادوس إلى البرميل. يدور البرغي، كما يدور البرغي في صمولة، مستخدمًا المستوى المائل للخيط لدفع حبيبات البلاستيك للأمام باستمرار.الضغط والصهر: ينقسم هيكل المسمار إلى ثلاثة أقسام من الخلف إلى الأمام: قسم التغذية، وقسم الضغط، وقسم القياس.قسم التغذية: عمق الخيط عميق نسبيًا، ويستخدم بشكل أساسي في النقل المستقر للحبيبات الصلبة.قسم الضغط: يتناقص عمق الخيط تدريجيًا. هنا، يُضغط البلاستيك بشدة ويُقص، بينما يُسخّنه أيضًا ملف التسخين خارج الأسطوانة. تحت تأثير "حرارة القص" و"التسخين الخارجي"، يذوب البلاستيك الصلب بسرعة إلى حالة تدفق لزج. في الواقع، أكثر من 80% من حرارة الانصهار تأتي من حرارة القص الناتجة عن دوران المسمار.قسم القياس: عمق الخيط هو الأقل عمقًا. وظيفته الرئيسية هي زيادة تجانس درجة حرارة وتركيب المصهور، مما يضمن جودة موحدة للمصهور المخزن في الطرف الأمامي.النتيجة: يتم دفع البلاستيك المنصهر بشكل موحد إلى مقدمة المسمار (عند الفوهة)، ويدفع الضغط المتراكم (الضغط الخلفي) المسمار بأكمله إلى الخلف، مما يؤدي إلى حجز كمية ثابتة من المادة المنصهرة للحقن التالي.2. مرحلة الحركة المحورية (الحقن/ضغط الإمساك)الهدف: حقن البلاستيك المنصهر المحفوظ في المرحلة السابقة في تجويف القالب بسرعة عالية وضغط عالي.الفعل: يتوقف المسمار عن الدوران، ويتحرك للأمام بسرعة عالية مثل المكبس تحت تأثير الدفع القوي لأسطوانة الحقن.عملية التشغيل:الحقن: يتقدم اللولب للأمام بسرعة فائقة، ويحقن البلاستيك المنصهر المحفوظ في المقدمة عبر الفوهة، ومسار القالب، والبوابة، في تجويف القالب المغلق. يجب إتمام هذه العملية في وقت قصير جدًا لضمان ملء المادة المنصهرة جميع أركان التجويف في آنٍ واحد.ضغط التثبيت: عندما يوشك التجويف على الامتلاء، تتباطأ سرعة الحقن، وتنتقل إلى مرحلة "ضغط التثبيت" عالي الضغط. يستمر البرغي في التحرك للأمام ببطء، مستخدمًا ضغطًا عاليًا للغاية لتعويض الحجم الذي فرّغه التبريد وانكماش البلاستيك، مما يمنع ظهور عيوب مثل علامات الانكماش ونقص المادة في المنتج.3. إعادة الضبط (التحضير للدورة التالية)الهدف: تحضير المصهور لدورة حقن القالب التالية.العملية: بعد اكتمال ضغط التثبيت، يتوقف البرغي عن الحركة المحورية ويبدأ بالدوران مجددًا (عائدًا إلى المرحلة الأولى) لبدء عملية التلدين والقياس التالية. في هذه المرحلة، يُفتح القالب، ويُخرج المنتج، ثم يُغلق، في انتظار الحقن التالي.الميزات الرئيسية لتصميم الكرة اللولبيةلإنجاز المهام المعقدة المذكورة أعلاه، تم تصميم المسمار الكروي نفسه بدقة كبيرة:نسبة الطول إلى القطر (L/D): نسبة طول برغي الكرة إلى قطره. كلما زادت نسبة الطول إلى القطر، زادت مرونة البرغي ودرجة الحرارة. تتراوح النسب الشائعة بين ١٨:١ و٢٥:١.نسبة الانضغاط: نسبة حجم الأخدود الملولب الأول في قسم التغذية إلى حجم الأخدود الملولب الأخير في قسم القياس. تُحدد هذه النسبة درجة انضغاط البلاستيك، وهي أساسية لكفاءة الصهر. تتطلب أنواع البلاستيك المختلفة نسب انضغاط مختلفة.تصميم ثلاثي المراحل: كما ذكر أعلاه، فإن قسم التغذية وقسم الضغط وقسم القياس يؤدي كل منهم وظيفته الخاصة، مما يشكل الأساس للتشغيل الفعال لمسمار الرصاص.باختصار، يمكنك تصور تشغيل برغي آلة قولبة الحقن على النحو التالي:إنها مثل "مفرمة اللحم": أثناء دورانها، تقوم بالعض، والقص، والخلط، ونقل المواد.إنه مثل "المكبس" أو "المحقنة": عندما يندفع إلى الأمام، فإنه يحقن "السائل" المعالج تحت ضغط عالٍ.إنها أيضًا "مولد للحرارة": من خلال القص الدوراني الخاص بها، فإنها تولد معظم الحرارة اللازمة لإذابة البلاستيك.يسمح هذا المزيج المبتكر بين "التلدين الدوراني" و"الحقن المحوري" لبرغي آلة قولبة الحقن بإكمال عملية التحول من الحبيبات الصلبة إلى المنتجات البلاستيكية الدقيقة بكفاءة ودقة.

في مجال الأتمتة الصناعية والمعدات الدقيقة، تُعدّ براغي التوجيه شبه المنحرفة آلية النقل الأساسية لتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية، مما يؤثر بشكل مباشر على دقة واستقرار المعدات. مع ذلك، غالبًا ما يعاني المستخدمون من انخفاض كفاءة المعدات وقصر عمرها الافتراضي نتيجةً لقلة فهمهم لمبادئها واختيارهم غير المناسب. ستشرح هذه المقالة مبدأ حركة براغي التوجيه شبه المنحرفة وتقدم دليلًا عمليًا لاختيارها.أولاً: مبدأ حركة المنتج والمعايير ذات الصلة1. مبدأ الحركة: يقوم البرغي ذو الشكل شبه المنحرف بتحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية من خلال تعشيق البرغي والصامولة، ونقل الطاقة والقوة في آن واحد. ثانياً: خصائص المنتج1. هيكل بسيط، معالجة وتشغيل مريحان، وتكلفة اقتصادية؛2. يتم تحقيق وظيفة القفل الذاتي عندما تكون زاوية حلزون الخيط أقل من زاوية الاحتكاك؛3. عملية نقل سلسة ومستقرة؛4. مقاومة احتكاك عالية نسبيًا، مع كفاءة نقل في نطاق 0.3 ~ 0.7. في وضع القفل الذاتي، تكون الكفاءة أقل من 0.4؛5. يتمتع بدرجة معينة من مقاومة الصدمات والاهتزازات؛6. قدرة التحميل الإجمالية أقوى من قدرة التحميل للبراغي الدوارة العادية. ثالثًا: حسابات الاختيار والتحققبالنسبة للبراغي العامة لنقل القوة، تتمثل أنماط الفشل الرئيسية في تآكل سطح السن اللولبي، والكسر تحت تأثير إجهاد الشد، والقص، والقص أو الانحناء عند جذر السن اللولبي. ولذلك، تُحدد الأبعاد الرئيسية لمحرك البرغي بشكل أساسي بناءً على حسابات مقاومة التآكل والقوة أثناء التصميم.بالنسبة لبراغي النقل، يتمثل نمط العطل الرئيسي في الخلوص الزائد الناتج عن التآكل أو التشوه، مما يؤدي إلى انخفاض دقة الحركة. لذلك، يجب تحديد الأبعاد الرئيسية لمحرك البرغي بناءً على حسابات مقاومة تآكل السن اللولبي وصلابة البرغي أثناء التصميم. إذا كان برغي النقل يتحمل أيضًا حملاً محوريًا كبيرًا، فيجب حساب قوته بشكل إضافي.قد تؤدي البراغي الطويلة (نسبة النحافة التي تتجاوز 40) والتي لا يمكن ضبطها يدويًا إلى حدوث اهتزاز جانبي؛ لذلك، يجب فحص سرعتها الحرجة.رابعاً: احتياطات الاستخدام1. اعتبارات الحمل: يجب تجنب الأحمال الشعاعية الإضافية قدر الإمكان، لأن هذه الأحمال يمكن أن تتسبب بسهولة في خلل في عمل البرغي، وزيادة التآكل، والانحشار.2. متطلبات منع الغبار: يجب منع دخول الأجسام الغريبة إلى السن اللولبي. إذا كانت الشوائب مثل برادة الحديد، وخبث القصدير، ونشارة الألومنيوم تتولد بسهولة أثناء التشغيل، فيجب تركيب غطاء واقٍ لمنع دخول الأجسام الغريبة إلى السن اللولبي والتسبب في تآكل غير طبيعي أو انحشار.3. متطلبات نسبة النحافة: عندما تتجاوز نسبة النحافة نطاقًا معينًا (60 أو أعلى)، سينحني البرغي بفعل وزنه، مما يؤدي إلى تحميل شعاعي غير مركزي على الصامولة. اعتمادًا على سرعة التشغيل وعزم الدوران الفعليين، قد يؤدي ذلك إلى تآكل غير طبيعي، أو انحشار، أو انحناء طرف العمود، أو حتى كسره. لحل هذه المشكلة، يمكن تركيب جهاز مضاد للدوران في منتصف البرغي لتقييد حركته.4. أثناء التركيب، ينبغي الانتباه إلى معايرة المحورية والمستوى لطريقة التركيب ذات الدعم الثابت؛ بالنسبة للهيكل الكابولي الثابت الحر، ينبغي الانتباه إلى التحكم في تفاوتات نهاية العمود وتثبيت الرأس وتعزيزه.٥. عند تركيب برغي ذي لولب شبه منحرف، يجب التحقق من انحرافه. في حال عدم توفر معدات قياس مناسبة، يمكن تحريك البرغي يدويًا على طوله بالكامل مرة واحدة أو عدة مرات قبل تركيب الجزء المُحرك. إذا كانت القوة اللازمة لتحريك القطر الخارجي للعمود غير متساوية ومصحوبة بعلامات تآكل، فهذا يدل على عدم محاذاة برغي القيادة، ودعامة الصامولة، وقضيب التوجيه. في هذه الحالة، قم أولًا بفك براغي التثبيت ذات الصلة، ثم حرك برغي القيادة يدويًا مرة واحدة. إذا أصبحت القوة المطلوبة متساوية عندئذٍ، يمكن إعادة معايرة الأجزاء المعنية. أما إذا كانت القوة لا تزال غير متساوية، فيجب فك براغي التثبيت مرة أخرى لتحديد موضع خطأ المعايرة.

قدرة لولب قيادة آلة التشغيل يعود التشغيل الفعال دون أعطال على مدار الساعة بشكل أساسي إلى التأثير التآزري لثلاثة عوامل: التصميم والاختيار المناسبان، والتشحيم والصيانة السليمة، والتحكم الأمثل في ظروف التشغيل. ويمكن تفصيل ذلك إلى الأبعاد الرئيسية التالية:1. تصميم هيكلي عالي الدقة وعملية تصنيعتركيب دقيق لزوج ناقل الحركة: براغي كروية تستخدم الكرات الفولاذية كعناصر دحرجة. بالمقارنة مع التلامس السطحي للبراغي المنزلقة، فإن هذا التلامس نقطي، مما ينتج عنه معامل احتكاك منخفض للغاية (يتراوح بين عُشر إلى ثلث معامل احتكاك البراغي المنزلقة). يؤدي هذا إلى مقاومة احتكاكية منخفضة وتوليد حرارة أقل أثناء التشغيل، مما يمنع حدوث انحشار ناتج عن ارتفاع درجة الحرارة.عملية التحميل المسبق تقضي على الارتداد: هيكل التحميل المسبق ذو الصامولتين (مثل النوع المزود بحلقة، أو النوع ذو الخطوة المتغيرة، أو النوع الملولب) يقضي على الارتداد المحوري بين لولب القيادة والصامولة، مما يضمن دقة النقل ويمنع الحركة المحورية والانحشار أثناء التشغيل عالي السرعة.مواد عالية الجودة ومعالجة حرارية: تُصنع براغي وصواميل الرصاص عادةً من الفولاذ عالي الكربون (مثل GCr15) أو الفولاذ الإنشائي السبائكي، المعالج بالتبريد والتلطيف والطحن لتحقيق سطح صلابة تتراوح بين HRC58 و HRC62. ينتج عن ذلك مقاومة قوية للتآكل، مما يمنع التآكل والتشوه أثناء التشغيل طويل الأمد ويحافظ على دقة التركيب المستقرة.2. نظام تزييت وختم مستقر وموثوقتزييت مستمر وفعال: مزودة بنظام تزييت أوتوماتيكي (مثل مضخة شحم أو جهاز تزييت برذاذ الزيت)، يقوم هذا النظام بتجديد مجرى لولب القيادة بشحم أو زيت متخصص على فترات منتظمة، مما يُشكل طبقة زيتية تقلل الاحتكاك المباشر بين الكرات الفولاذية والمجرى، وبالتالي يقلل التآكل وتوليد الحرارة. عادةً ما تكون آلات التشغيل التي تعمل على مدار 24 ساعة مزودة بنظام تزييت أوتوماتيكي متقطع لمنع نقص التزييت أو تلف الشحم مع مرور الوقت.حماية ممتازة ضد التسرب:** تم تجهيز طرفي لولب التغذية بحلقات مانعة للغبار، وصفائح كاشطة، ومكونات أخرى لمنع دخول سائل التبريد، وبرادة المعدن، والغبار إلى مجرى اللولب. تُعد الشوائب التي تدخل مجرى اللولب سببًا شائعًا لانحشاره؛ حيث يعمل نظام منع التسرب على عزل الملوثات بفعالية والحفاظ على نظافة مجرى اللولب.3. معايير تشغيل معقولة والتحكم في الحملمواءمة الحمل والسرعة: أثناء عملية الاختيار، يتم تحديد الأحمال الديناميكية والثابتة المقدرة للولب الرئيسي بناءً على الحمل الفعلي لآلة التشغيل (قوة القطع، وزن الطاولة) لضمان عدم تجاوز الحمل القيمة المقدرة خلال التشغيل على مدار 24 ساعة، مما يمنع تشوه محامل الكرات وانحناء اللولب الرئيسي نتيجةً للحمل الزائد. في الوقت نفسه، يتم التحكم في السرعة بحيث تكون أقل من السرعة الحرجة للولب الرئيسي لمنع الرنين والاهتزاز أثناء الدوران بسرعات عالية.التحكم في درجة الحرارة: تم تجهيز آلة التشغيل بنظام تبريد للتحكم في درجة حرارة تشغيل لولب التغذية والمغزل. قد يؤدي ارتفاع درجة حرارة لولب التغذية إلى تشوه حراري، مما ينتج عنه تغيرات في الخطوة أو حتى انحشار. يعمل نظام التبريد على التحكم في تقلبات درجة الحرارة ضمن نطاق ضيق، مما يحافظ على استقرار عملية النقل.4. التنسيق الدقيق لأنظمة القيادة والتحكماتصال صلب بين محرك المؤازرة واللولب الرئيسي: تُستخدم الوصلات (مثل وصلات الحجاب الحاجز والوصلات الصفائحية) لتحقيق اتصال بدون فجوات بين المحرك واللولب الرئيسي، مما يضمن نقل الطاقة بسلاسة وتجنب اهتزازات النقل الناتجة عن الوصلات غير المحكمة.ضبط دقيق لنظام التحكم الرقمي الحاسوبي: من خلال نظام تحكم ذي حلقة مغلقة أو شبه مغلقة، تتم مراقبة موضع وسرعة البرغي الرئيسي في الوقت الحقيقي، ويتم ضبط عزم دوران خرج المحرك ديناميكيًا للتعويض عن التشوه المرن والتشوه الحراري للبرغي الرئيسي، مما يضمن سرعة موحدة وعدم وجود تأثير أثناء التشغيل.ملحق: الدور الحاسم للصيانة الدورية: حتى مع التصميم المناسب وظروف التشغيل الملائمة، تُعد الصيانة الدورية ضرورية لضمان التشغيل المتواصل على مدار الساعة. على سبيل المثال، يُمكن للتنظيف المنتظم للأختام، وفحص حالة شحم التشحيم، والكشف عن انحراف لولب القيادة وخلوصه، والاستبدال الفوري للشحم القديم والكرات البالية، أن يُطيل بشكل فعال فترة التشغيل المستقرة للولب.