میله راهنما (میل راهنما) و بوش در قالبهای فلزی

انواع بوش و میله راهنما

همانطور که در راهنمای کفشک قالبهای فلزی بررسی شد معمولا برای حفظ انطباق میان کفشک های ثابت و متحرک از میله راهنما (Guide Pillar یا Guide Pin) و بوش (Guide Bushing) استفاده میشود.

با توجه به ارتباط مستقیم میان این دو قطعه ی مکانیکی بهتر است بررسی آنها بصورت همزمان انجام شود، لذا در این مقاله هر دوی آنها بررسی شده و در خصوص انواع میله راهنما و بوش، ملاکهای انتخاب و روش نصب هریک از آنها اطلاعات جامعی ارائه شده است.

بوش راهنما (Guide Bushing) 

بوشها قطعات استوانه ای هستند که در میان سوراخ و میله راهنما قرار گرفته و ضمن کاهش اصطکاک در حرکات دورانی، خطی یا نوسانی از آسیب دیدن سطح داخلی سوراخ جلوگیری کرده و دقت و عمر قالب را افزایش میدهند، همچنین مواد بکار رفته در بوشها و مکانیزمهای بکار گرفته شده برای روانکاری سبب میشود میله راهنما حرکت روانتری داشته باشد و مونتاژ و اصلاح قالب بسادگی صورت پذیرد.

با ساییدگی ناشی از تماس مستقیم میله راهنما و سطح داخلی سوراخ به مرور زمان از دقت هندسی میان آنها کاسته میشود و با آسیب سطوح (همچون ترک خوردن، شکستن تحت تاثیر نیروهای برشی و …) لازم است کل کفشک (یا صفحه ی مبنای قطعات قالب) تعویض شود که فرآیندی زمانبر است و با استفاده از بوش راهنما بعنوان یک قطعه ی مصرفی، اصلاح قالب با زمان و هزینه ی بسیار کمتری مقدور خواهد بود.

نکته: بوش راهنما نوعی بلبرینگ خطی محسوب میشود.

انواع بوش راهنما در قالبهای فلزی کدامند؟

بوشها از نظر نحوه ی اتصال، مشخصات و ابعاد هندسی، جنس ماده ی سازنده، نحوه ی سختکاری یا روکش دهی و نحوه روانکاری در انواع مختلفی تولید میشوند، با این حال ماهیت اصلی آنها به روش روانکاری و مکانیزم بکارگرفته شده برای کاهش اصطکاک وابسته است که بر این مبنا در گروه های زیر طبقه بندی میشوند:

بوشهای خود روانکار  یا Self-Lubricating guide bushing

معمولا این بوشها از مواد سینتر شده (Sintered)  یا پلاستیکهایی ساخته میشود که تخلخل زیادی دارند (معمولا ۱۵ درصد تا ۲۰ درصد حجم این مواد از سوراخهای ریز تشکیل میشود)؛ این قطعات ابتدا به مواد روانکار آغشته شده و با تجمع آن در حفره ها نیازی به روانکاری مجدد نخواهد بود.

در حین جابجایی میله راهنما با حرارت ناشی از سایش، روانکار منبسط شده و با خروج از حفره ها فضای میان میله و سوراخ روانکاری خواهد شد، همچنین برای افزایش مقاومت سایشی سطوح داخلی و خارجی کربن دهی میشود.

در تصویر زیر شماره ی ۱) میله راهنما، ۲) بوش ساخته شده از ماده ی متخلخل و ۳) سطوح کربونیزه شده ی بوش میباشد.

بوش راهنمای سینتر شده، اصطکاکی

بوشهای خود روانکار در چه مواردی استفاده میشوند؟

این بوشها ظرفیت بالایی در تحمل نیرو دارند اما مقاومت چندانی نسبت به ضربه ندارند، همچنین در کورسهای پرسرعت استفاده از آنها امکان پذیر است اما گزینه ی ایده آلی محسوب نمیشوند.

در بوشهای خود روانکار میله راهنما حرکت نسبتا روانی دارد، عمر کاری بالاست و در عین حال نیاز چندانی به نگهداری های ثانویه نیست با این حال برای استفاده در محیط های آلوده و پر گرد و غبار توصیه نمیشوند.

بوشهای خود روانکار میتوانند برای هر دو حرکت خطی و دورانی مورد استفاده قرار بگیرند.

بوش راهنما با روکش برنزی یا Bronze-Coated bushing guide

این بوشها فولادی هستند اما سطح سوراخ بمنظور کاهش اصطکاک و افزایش مقاومت سایشی توسط برنز روکش دهی میشود.

بوشهای برنزی دائما نیازمند روانکاری هستند و به همین منظور در کنار آنها منبعی برای ماده ی روانکار در نظر گرفته میشود که از طریق شیارهای مارپیچ به سطح داخل سوراخ منتقل و به آرامی تزریق میشود.

در تصویر زیر ۱) میل راهنما،  ۲) بوش با روکش برنزی ، ۳) روکش برنزی و ۴) شیار روانکاری میباشد.

بوش با روکش برنزی نیازمند روانکاری دائمی با گریس یا روغن

در چه مواردی از بوشهایی با روکش برنزی استفاده میشود؟

این بوشها مقادیر بالایی از نیرو را تحمل کرده و ضربه پذیری مناسبی دارند اما استفاده از آنها برای کورسهای پرسرعت امکان پذیر نیست.

میله راهنما در این بوش حرکت نسبتا روانی دارد (نه به اندازه ی بوشهای خود روانکار)، عمر کاری متوسط است و نیازمند عملیات نگهداری مداوم هستند، همچنین برای محیط های آلوده گزینه ی مطلوبی محسوب نمیشوند. (اما نسبت به بوشهای خودروانکار حساسیت کمتری نسبت به آلودگی دارند)

این بوش ها برای هر دو حرکت خطی و دورانی قابل استفاده هستند.

بوش با روانکار جامد یا Solid Lubrication bushing guides

در این بوشها از مواد روانکار جامد استفاده میشود که بصورت حلقوی، دایره های ریز یا سایر اشکال هندسی در سطح داخلی بوش تعبیه شده اند.

در تصویر زیر شماره ی ۱) میل راهنما، ۲) بوش راهنما و ۳) حلقه ی روانکاری جامد است.

بوش با روانکاری جامد، روانکار در این بوش بصورت حلقه حلقه است

در تصویر زیر نمای برش خورده ای از بوش با حقله های روانکار جامد مشاهده می شود :

بوش با حلقه های روانکاری جامد

در چه مواردی از بوش با روانکاری جامد استفاده میشود؟

این بوشها مقادیر بسیار زیادی از نیرو را تحمل کرده و ضربه پذیری مناسبی دارند اما برای کورسهای پرسرعت قابل استفاده نیستند.

میله راهنما حرکت نسبتا روانی دارد که میزان آن کمتر از بوشهای خود روانکار میباشد، عمر کاری ابزار زیاد است و نیاز چندانی به نگهداری ثانویه  ندارد، همچنین این بوشها در برابر آلودگیهای محیط مقاومت نسبتا بالایی دارند.

معمولا در صورت استفاده از روانکارهای حلقوی جامد استفاده از این بوش برای حرکات دورانی امکان پذیر نیست اما با تغییر نحوه ی قرار گیری و افزایش سطح موثر روانکار هر دو حرکت خطی و دورانی میله راهنما امکان پذیر خواهد شد. تصویر زیر نمونه ی دیگری از بوش با روانکاری جامد است که برای هر دو حرکت خطی و دورانی میلراهنما قابل استفاده میباشد:

بوش با روانکاری جامد و قابل استفاده برای هر دو حرکتی خطی و دورانی میله راهنما

در تصویر بالا شماره ی ۱ میلراهنما، شماره ی ۲ بوش و شماره ی ۳ ماده روانکار جامد است.

بوش با غلتکهای کروی یا Roller bearing bushing guide

در این بوشها برای کاهش اصطکاک از غلتکهای کروی استفاده میشود که تماس سطوح میل راهنما و بوش را به تماس نقطه ای تغییر داده و سبب میشوند میله راهنما در روانترین و سریعترین حالت ممکن جابجا شود.

در حقیقت بوشهای غلتکی از دو بخش اصلی تشکیل میشوند که یکی از آنها بدنه ی فولادی بوش و دیگری قفسه ی نگهدارنده ی غلتکهاست که معمولا از جنس برنج یا آلومینیوم میباشد و در زیر نمایش داده شده است:

قفسه نگهدارنده غلتکهای کروی در بوش راهنمای غلتک دار

قفسه غلتکهای کروی میان میله راهنما و بوش قرار خواهد گرفت که در تصویر مشاهده میشود:

بوش با غلتک کروی برای حرکات خطی و دورانی + روش نصب

در تصویر زیر شماره ی ۱)میل راهنما،  ۲) بوش راهنما ، ۳) قفسه ی غلتکها و ۴)غلتک کروی است.

بوش با غلتکهای کروی برای کورسهای پر سرعت و کمترین میزان اصطکاک

در چه مواردی از بوش با غلتکهای کروی استفاده میشود؟

این بوشها ظرفیت تحمل بار و ضربه پذیری چندانی ندارند اما برای کورسهای پرسرعت بهترین گزینه هستند. میله راهنما در این بوش حرکت بسیار روانی دارد و با توجه یه تعداد زیاد غلتکها عمر کاری زیاد است.

بوشهای غلتکی کروی به نگهداری و نظارت دائمی نیاز دارند و برای استفاده در محیطهای آلوده مناسب نیستند، همچنین این بوشها برای هر دو حرکت خطی و دورانی قابل استفاده میباشند.

بوش با غلتکهای استوانه ای

در غلتکهای کروی بواسطه ی تماس نقطه ای کمترین میزان سایش و اصطکاک مشاهده میشود، با این حال بعلت ظرفیت پایین نیرو در بسیاری از کاربردها بوشهایی با غلتک استوانه ای بکار گرفته میشوند. (البته کاملا استوانه ای نیستند و مطابق تصویر انحنایی مماس بر سطح میلراهنما دارند)

با کمک غلتکهای استوانه ای ظرفیت تحمل نیرو افزایش و  از روان بودن و سرعت بالای حرکت میله راهنما کاسته میشود که یا این حال نسبت به بوشهای غیر غلتکی وضعیت بسیار مناسبتری خواهد داشت.

در تصویر زیر شماره ی ۱) میل راهنما، ۲) بوش راهنما، ۳) نگهدارنده ی غلتکها و ۴) غلتک میباشند.

بوش با غلتکهای استوانه ای برای کاهش اصطکاک و طرفیت بالای تحمل نیرو

در ادامه تصویر قفسه ی نگهدارنده غلتکهای استوانه ای مشاهده میشود:

غلتک استوانه ای در بوش راهنما

در چه مواردی از بوش هایی با غلتک استوانه ای استفاده میشود؟

این بوشها ظرفیت تحمل بار و ضربه پذیری مناسبی دارند و  برای کورسهای پرسرعت قابل استفاده هستند. میله راهنما در این بوش حرکت روانی دارد، عمر کاری زیاد است با این حال نیازمند فرآیندهای نگهداری هستند و برای استفاده در محیطهای آلوده توصیه نمیشوند.

این بوشها برای حرکات دورانی میله راهنما قابل استفاده نمیباشند.

متداولترین انواع بوش راهنما

در ادامه متداول ترین انواع بوش مورد بررسی قرار خواهند گرفت که عملکرد آنها بر مبنای یکی از موارد توضیح داده شده در بخش قبلی میباشد، بخاطر داشته باشید که اصطلاحات زیر استاندارد سازی نشده و صرفا عباراتی هستند که در میان فروشندگان رواج دارد.

بوش راهنمای ساده

ساده ترین توع بوش، استوانه ای توخالیست که بصورت پرسی در صفحات مقید میشود:

بوش فلزی ساده پرسی

این بوش مانند تمامی بوشهای دیگر میتواند بصورت خودروانکار، غلتکی، روکش برنزی، روانکاری جامد و … باشد، مثلا تصویر زیر یک بوش ساده با روانکاری جامد است که تنها برای حرکات خطی قابل استفاده میباشد:

بوش ساده یا روانکار جامد

بوشهای فلنج دار

تعداد زیادی از بوشها بصورت فلنجی ساخته میشوند و میتوانند بدون نیاز به قطعه ی جانبی روی صفحات پیج شوند:

بوش فلنج دار با روانکار جامد

نمونه ی بالا یک بوش فلنج دار یا روانکاری جامد است، در زیر یک بوش خود روانکار فلنج دار مشاهده میشود:

بوش فلنج دار خود روانکار

بوشهای رزروه دار 

در بعضی موارد ناحیه ی فوقانی یا تحتانی بوش رزوه شده و با کمک مهره به صفحه (یا کفشک) متصل میشود:

بوش رزوه دار قابل اتصال با مهره

برای اتصال این بوش از مهره ای مشابه زیر استفاده میشود :

مهره گیره بندی بوشهای رزوه دار

بوشهای یقه دار یا Collared

گاها صفحاتی همچون قلاده روی بدنه ی بوش قرار میگیرند که به آنها Collar (ترجمه صحیح آن قلاده است) و به چنین بوشهایی Collared یا قلاده دار گفته میشود؛ با این حال در منابع و کاتالوگهای فارسی از ترجمه ی دیگر کلمه ی Collared استفاده شده و بوشهای “یقه دار” ترجمه شده اند.

یقه میتواند برای اتصال بوش به کفشک (یا هر صحفه ی دیگری) با پیچ یا ایجاد نشیمنگاهی برای تسهیل فرآیند مونتاژ باشد:

بوش یقه دار و نحوه ی اتصال

تصویر زیر نمونه ای از بوش یقه دار است که بدون نیاز به قطعات جانبی توسط پیچ به کفشک متصل میشود:

اتصال بوش توسط پیچ

در تصویر زیر یک بوش یقه دار با سوراخ مخروطی (برای میل راهنمای مخروطی) مشاهده میشود:

بوش یقه دار با سوراخ مخروطی

در تصویر زیر یک قطعه ی جانبی برای اتصال بوش به صفحه (کفشک) مورد استفاده قرار گرفته است:

بوش سردار

بوش نشان داده شده در زیر از روانکارهای جامدی استفاده میکند که در بدنه ی آن تعبیه شده (با رنگ مشکی) و به همین علت به روانکاری مجدد نیازی ندارد، به بوشهایی با این شکل اصطلاحا T نیز گفته میشود.

بوش کله دار با روانکار جامد

میل راهنما (Guide Pillar) چیست؟

برای انطباق میان صفحات قالب (کفشک ها) روی هر یک از آنها سوراخ هایی تعبیه میشود که با هم محور شدن آنها موقعیت صفحات نسبت به یکدیگر تنظیم خواهد شد. (معمولا دو کفشک و در بعضی موارد سه کفشک)

برای هم محور کردن سوراخها لازم است میله ای از میانشان عبور کند که تلورانس هندسی مناسبی نسبت به آنها دارد، وظیفه ای که بر عهده ی میله راهنمای قالب است و تعداد آن دو، سه یا چهار عدد است.

در منابع و کاتالوگهای لاتین به میل راهنما Guide Pillar ، Guide Post یا Guide Pin گفته میشود و نامهای دیگر آن به فارسی پین راهنما، میله راهنما و راهنمای خطی قالب است.

در قالبهای فلزی بهتر است میل راهنما در حین فرآیند ثابت باشد لذا میلراهنما روی کفشک (یا صفحه ی) ثابت و بوشها روی کفشک متحرک نصب میشوند.

انواع میله راهنما کدامند؟

میله های راهنما بر اساس متغیرهای زیر در گروه های مختلفی تولید و عرضه میشوند که مهمترین آنها عبارتند از:

  • نحوه ی اتصال
  • جنس ماده ی اولیه
  • نوع سختکاری سطوح و عمق سختی
  • مشخصات ابعادی (قطر، طول و …)
  • مشخصات حجمی (فلنجها، لبه ها، سوراخ ها و …)

نکته : در عموم موارد سطح میله راهنما سختکاری میشود (حدود ۱٫۵ میلیمتر یا بیشتر) و میزان آن معمولا بیشتر از ۶۰ راکول C است، در ادامه متداولترین انواع میله راهنما مورد یررسی قرار خواهند گرفت.

ساده ترین نوع میله راهنما قطعه ی فولادی استوانه ای با فیلتهای ابتدایی و انتهایی است که در زیر مشاهده میشود، در این حالت لازم است میله راهنما بصورت پرسی در کفشک یا صفحه ی مورد نظر جا زده شود:

میل راهنمای ساده و روش نصب بهمراه نقشه دو بعدی

در بعضی موارد یک یا هر دو سمت میله راهنما شامل سوراخهای رزوه دار است و توسط یک یا چند پیچ به صفحات (کفشکها) متصل میشوند:

اتصال پیچ برای میله راهنما

اگر دفعات باز و بسته کردن (دمونتاژ) قالب زیاد باشد معمولا یک سمت میل راهنما بصورت مخروطی ساخته میشود:

میل راهنمای مخروطی ب

در بعضی از میله های راهنما شیارهایی تعبیه شده که میتواند برای روانکاری یا اتصال باشد :

میله راهنمای شیاردار و روش نصب

در بعضی موارد روی میله راهنما صفحاتی وجود دارد که  Collar و در فارسی یقه (و طوق) نامیده میشوند، این صفحات میتوانند بعنوان نشیمنگاه یا ابزاری برای اتصال میلراهنما مورد استفاده قرار بگیرند.

انواع میله راهنمای یقه دار یا طوق دار یا Collared

بررسی میزان انحراف در انواع اتصالات بوش راهنما و میله راهنما

در تصویر زیر انواع روشهای اتصال بوش و میزان انحراف آنها مورد بررسی قرار گرفته است، در تمامی موارد نیروی ثابت در موقعیت ثابتی به میله راهنما وارد شده و میزان انحراف آن در راستای طولی اندازه گیری شده است.

انحراف میلراهنما در موقعیتهای مختلف نصب

نمونه کاتالوگ بوش و میل راهنما

در ادامه دو نمونه از بهترین کاتالوگهای بوش و میله راهنما قرار داده شده که مبنای نوشتار این مقاله بوده اند:

کاتالوگ کامل میلراهنما و بوش کمپانی FIBRO

کاتالوگ بوش راهنما کمپانی SKF

شاید عناوین زیر برای شما مفید باشند:

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *