Sekrup bola (sering disebut "sekrup timah") sekrup") dari mesin cetak injeksi adalah komponen intinya, yang sering disebut sebagai "jantung" mesin. Pengoperasiannya merupakan proses kompleks yang mengintegrasikan fisika, mekanika, dan termodinamika.Sederhananya, tugas utamanya adalah mengangkut, melelehkan, memadatkan, dan menghomogenkan butiran plastik padat, dan akhirnya menyuntikkan plastik cair tersebut ke dalam rongga cetakan dengan tekanan dan kecepatan yang memadai.Untuk lebih memahami operasinya, kita dapat membagi siklus kerjanya ke dalam tahap-tahap berikut: Siklus kerja lengkap sekrup bola mesin cetak injeksi. Dalam satu siklus injeksi lengkap, sekrup bola terutama melakukan dua tindakan: rotasi dan gerakan aksial. Siklus kerjanya dapat dibagi menjadi tiga tahap:1. Tahap Rotasi (Plastisisasi/Pengukuran)Tujuan: Untuk mengangkut, memanaskan, melelehkan, dan menghomogenkan butiran plastik padat dalam hopper.Tindakan: Sekrup utama berputar dengan kecepatan tinggi di dalam laras tetapi tidak bergerak maju (pada saat ini, silinder injeksi di bagian belakang sekrup utama melepaskan tekanan, yang memungkinkan sekrup utama ditarik kembali karena gaya reaksi plastik selama rotasi).Proses Operasi:Pengumpanan dan Pengangkutan: Butiran plastik jatuh dari corong ke dalam tong. Putaran sekrup, seperti sekrup yang memutar mur, memanfaatkan bidang miring ulir untuk terus mendorong butiran plastik ke depan.Kompresi dan Peleburan: Struktur sekrup dibagi menjadi tiga bagian dari belakang ke depan: bagian pengumpanan, bagian kompresi, dan bagian pengukuran.Bagian Pengumpanan: Kedalaman ulir relatif dalam, terutama digunakan untuk pengangkutan butiran padat yang stabil.Penampang Kompresi: Kedalaman ulir berkurang secara bertahap. Di sini, plastik dikompresi dan digeser dengan kuat, sementara koil pemanas di luar laras juga memanaskannya. Di bawah aksi gabungan "panas geser" dan "pemanasan eksternal", plastik padat dengan cepat meleleh menjadi keadaan aliran kental. Faktanya, lebih dari 80% panas leleh berasal dari panas geser yang dihasilkan oleh putaran sekrup.Bagian Pengukuran: Kedalaman ulir adalah yang paling dangkal. Fungsi utamanya adalah untuk lebih menghomogenkan suhu dan komposisi lelehan, memastikan keseragaman kualitas lelehan yang disimpan di ujung depan.Hasil: Plastik yang dicairkan secara merata didorong ke bagian depan sekrup (pada nosel), dan tekanan yang terkumpul (tekanan balik) mendorong seluruh sekrup ke belakang, menyisakan sejumlah material cair untuk injeksi berikutnya.2. Tahap Gerakan Aksial (Injeksi/Tekanan Tahan)Tujuan: Untuk menyuntikkan plastik cair yang disisihkan pada tahap sebelumnya ke dalam rongga cetakan dengan kecepatan tinggi dan tekanan tinggi.Tindakan: Sekrup berhenti berputar dan, di bawah dorongan kuat dari silinder injeksi, bergerak maju dengan kecepatan tinggi sebagai piston.Proses Operasi:Injeksi: Sekrup bergerak maju dengan kecepatan sangat tinggi, menginjeksikan plastik cair yang tersimpan di bagian depan melalui nosel, runner cetakan, dan gerbang ke dalam rongga cetakan yang tertutup. Proses ini harus diselesaikan dalam waktu yang sangat singkat untuk memastikan material cair mengisi setiap sudut rongga secara bersamaan.Tekanan Penahan: Saat rongga akan terisi, kecepatan injeksi melambat, beralih ke tahap "tekanan penahan" bertekanan tinggi. Sekrup terus bergerak maju perlahan, menggunakan tekanan yang sangat tinggi untuk mengisi kembali volume yang kosong akibat pendinginan dan penyusutan plastik, mencegah cacat seperti tanda penyusutan dan kekurangan material dalam produk.3. Reset (Persiapan untuk Siklus Berikutnya)Tujuan: Untuk mempersiapkan lelehan untuk siklus pencetakan injeksi berikutnya.Tindakan: Setelah tekanan penahan selesai, sekrup menghentikan gerakan aksial dan mulai berputar lagi (kembali ke tahap pertama) untuk plastisisasi dan pengukuran berikutnya. Pada saat ini, cetakan terbuka, mengeluarkan produk, lalu menutup, menunggu injeksi berikutnya.Fitur Desain Utama Sekrup BolaUntuk menyelesaikan tugas-tugas rumit di atas, sekrup bola itu sendiri dirancang dengan presisi tinggi:Rasio Panjang terhadap Diameter (L/D): Rasio panjang sekrup bola terhadap diameternya. Rasio L/D yang lebih besar menghasilkan plastisisasi yang lebih baik dan suhu yang lebih seragam. Rasio yang umum digunakan adalah antara 18:1 dan 25:1.Rasio Kompresi: Rasio volume alur ulir pertama di bagian pengumpanan dengan volume alur ulir terakhir di bagian pengukuran. Rasio ini menentukan derajat kompresi plastik dan sangat penting untuk efisiensi peleburan. Plastik yang berbeda memerlukan rasio kompresi yang berbeda pula.Desain Tiga Tahap: Seperti disebutkan di atas, bagian pengumpanan, bagian kompresi, dan bagian pengukuran masing-masing menjalankan fungsinya masing-masing, membentuk dasar untuk pengoperasian sekrup utama yang efisien.Singkatnya, Anda dapat memvisualisasikan pengoperasian sekrup mesin cetak injeksi sebagai berikut:Ia seperti "penggiling daging": saat berputar, ia menggigit, menggunting, mencampur, dan mengangkut bahan.Ia seperti "piston" atau "jarum suntik": saat bergerak maju, ia menyuntikkan "cairan" yang telah diproses di bawah tekanan tinggi.Ia juga merupakan "generator panas": melalui geseran rotasinya sendiri, ia menghasilkan sebagian besar panas yang dibutuhkan untuk melelehkan plastik.Kombinasi cerdik antara "plastisisasi rotasi" dan "injeksi aksial" ini memungkinkan sekrup mesin cetak injeksi untuk secara efisien dan tepat menyelesaikan proses transformasi dari butiran padat menjadi produk plastik presisi.

Dalam otomatisasi industri dan peralatan presisi, ulir trapesium merupakan mekanisme transmisi inti untuk mencapai gerakan putar-ke-linier, yang secara langsung memengaruhi akurasi dan stabilitas peralatan. Namun, para praktisi seringkali mengalami penurunan efisiensi peralatan dan umur pakai yang lebih pendek karena kurangnya pemahaman mendalam tentang prinsip-prinsipnya dan pemilihan yang tidak tepat. Artikel ini akan menguraikan prinsip gerak ulir trapesium dan memberikan panduan pemilihan praktis.I. Prinsip Gerak Produk dan Parameter Terkait1. Prinsip Gerak: Ulir ulir trapesium mengubah gerak rotasi menjadi gerak linier melalui persambungan ulir dan mur, sekaligus mentransmisikan energi dan daya. II. Fitur Produk1. Struktur sederhana, pemrosesan dan pengoperasian yang mudah, serta biaya yang ekonomis;2. Fungsi penguncian otomatis tercapai ketika sudut ulir lebih kecil dari sudut gesekan;3. Proses transmisi yang lancar dan stabil;4. Hambatan gesekan yang relatif tinggi, dengan efisiensi transmisi dalam kisaran 0,3~0,7. Dalam mode penguncian otomatis, efisiensinya di bawah 0,4;5. Memiliki tingkat ketahanan terhadap benturan dan getaran tertentu;6. Kapasitas beban keseluruhan lebih kuat daripada sekrup penggulung biasa. III. Perhitungan Seleksi dan VerifikasiUntuk sekrup penghantar gaya secara umum, mode kegagalan utama adalah keausan permukaan ulir, patahan akibat tegangan tarik, geser, dan geser atau tekukan pada akar ulir. Oleh karena itu, dimensi utama penggerak sekrup ditentukan terutama berdasarkan perhitungan ketahanan aus dan kekuatan selama perancangan.Untuk sekrup transmisi, mode kegagalan utama adalah celah yang berlebihan akibat keausan atau deformasi yang menyebabkan penurunan akurasi gerakan. Oleh karena itu, dimensi utama penggerak sekrup harus ditentukan berdasarkan ketahanan aus ulir dan perhitungan kekakuan sekrup selama perancangan. Jika sekrup transmisi juga menanggung beban aksial yang besar, kekuatannya perlu dihitung secara tambahan.Sekrup panjang (rasio kelangsingan melebihi 40) yang tidak dapat disetel secara manual dapat menghasilkan getaran lateral; oleh karena itu, kecepatan kritisnya perlu diperiksa.IV. Tindakan Pencegahan Penggunaan1. Pertimbangan Beban: Beban radial tambahan harus dihindari sebisa mungkin, karena beban tersebut dapat dengan mudah menyebabkan kerusakan sekrup, peningkatan keausan, dan kemacetan.2. Persyaratan Pencegahan Debu: Benda asing harus dicegah agar tidak masuk ke dalam ulir. Jika kotoran seperti serbuk besi, ampas timah, dan serpihan aluminium mudah dihasilkan dalam kondisi pengoperasian, penutup pelindung harus dipasang untuk mencegah benda asing masuk ke dalam ulir dan menyebabkan keausan abnormal atau kemacetan.3. Persyaratan rasio kelangsingan: Ketika rasio kelangsingan melebihi rentang tertentu (60 atau lebih), sekrup akan bengkok karena beratnya sendiri, sehingga mengakibatkan beban radial yang tidak seimbang pada mur. Tergantung pada kecepatan dan torsi operasi aktual, hal ini dapat menyebabkan keausan abnormal, kemacetan, pembengkokan ujung poros, atau bahkan patah. Untuk mengatasi masalah ini, perangkat anti-runout dapat dipasang di tengah sekrup untuk memberikan pengekangan.4. Selama pemasangan, perlu diperhatikan kalibrasi koaksialitas dan kerataan pada metode pemasangan penyangga tetap; untuk struktur kantilever tetap-bebas, perlu diperhatikan pengendalian toleransi ujung poros serta penguncian dan penguatan kepala.5. Saat memasang sekrup ulir trapesium, verifikasi kelurusan harus dilakukan. Jika peralatan pengukuran yang sesuai tidak tersedia, sekrup dapat digerakkan dengan tangan sepanjang keseluruhan panjangnya satu atau beberapa kali sebelum memasang komponen penggerak. Jika gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan diameter luar poros tidak merata dan disertai dengan tanda-tanda keausan, hal ini menunjukkan bahwa sekrup ulir, penyangga mur, dan rel pemandu tidak sejajar. Dalam hal ini, pertama-tama kendurkan sekrup pemasangan yang relevan, lalu gerakkan sekrup ulir dengan tangan sekali. Jika gaya yang dibutuhkan menjadi seragam pada saat ini, komponen yang sesuai dapat dikalibrasi ulang. Jika gaya masih tidak merata, sekrup pemasangan perlu dikendurkan lagi untuk menentukan lokasi kesalahan kalibrasi.

Kemampuan sekrup penggerak mesin perkakas Agar dapat beroperasi secara efisien dan tanpa hambatan selama 24 jam sehari, hal ini terutama disebabkan oleh efek sinergis dari tiga faktor: desain dan pemilihan yang tepat, pelumasan dan perawatan yang benar, serta pengendalian kondisi operasi yang wajar. Secara spesifik, hal ini dapat diuraikan menjadi dimensi-dimensi utama berikut:1. Desain struktur dan proses manufaktur dengan presisi tinggiKesesuaian presisi pasangan transmisi: Sekrup bola menggunakan bola baja sebagai elemen penggulir. Dibandingkan dengan kontak permukaan sekrup geser, ini adalah kontak titik, menghasilkan koefisien gesekan yang sangat rendah (hanya 1/10 hingga 1/3 dari sekrup geser). Hal ini menyebabkan hambatan gesekan yang rendah dan lebih sedikit panas yang dihasilkan selama pengoperasian, mencegah kemacetan yang disebabkan oleh panas berlebih.Proses pra-beban menghilangkan celah aksial: Struktur pra-beban mur ganda (seperti tipe ring, tipe ulir variabel, atau tipe ulir) menghilangkan celah aksial antara ulir dan mur penggerak, memastikan akurasi transmisi dan mencegah pergerakan aksial serta kemacetan selama operasi kecepatan tinggi.Bahan Berkualitas Tinggi dan Perlakuan Panas: Sekrup ulir dan mur biasanya terbuat dari baja karbon tinggi. (seperti GCr15) atau baja struktural paduan, yang diolah dengan pendinginan, penempaan, dan penggerindaan untuk mencapai permukaan tertentu. kekerasan HRC58~62. Hal ini menghasilkan ketahanan aus yang kuat, mencegah keausan dan deformasi selama pengoperasian jangka panjang serta menjaga akurasi pemasangan yang stabil.2. Sistem Pelumasan dan Penyegelan yang Stabil dan AndalPelumasan Berkesinambungan dan Efisien:** Dilengkapi dengan sistem pelumasan otomatis (seperti pompa gemuk atau perangkat pelumasan kabut oli), sistem ini mengisi kembali jalur ulir utama dengan gemuk atau oli khusus secara berkala, membentuk lapisan oli yang mengurangi gesekan langsung antara bola baja dan jalur ulir, sehingga menurunkan keausan dan panas yang dihasilkan. Mesin perkakas yang beroperasi 24 jam sehari umumnya dilengkapi dengan pelumasan otomatis intermiten untuk mencegah pelumasan yang tidak memadai atau penuaan gemuk.**Perlindungan Penyegelan yang Sangat Baik:** Kedua ujung ulir penggerak dilengkapi dengan segel kedap debu, pelat pengikis, dan komponen lainnya untuk mencegah cairan pemotong, serpihan logam, dan debu masuk ke jalur lintasan. Kotoran yang masuk ke jalur lintasan merupakan penyebab umum kemacetan ulir penggerak; sistem penyegelan secara efektif mengisolasi kontaminan dan menjaga jalur lintasan tetap bersih.3. Parameter Operasi dan Pengendalian Beban yang WajarPencocokan Beban dan Kecepatan: Selama pemilihan, beban dinamis dan statis nominal ulir penggerak ditentukan berdasarkan beban aktual mesin perkakas (gaya potong, berat meja) untuk memastikan bahwa beban tidak melebihi nilai nominal selama operasi 24 jam, menghindari deformasi bantalan bola dan pembengkokan ulir penggerak akibat kelebihan beban. Secara bersamaan, kecepatan dikontrol di bawah kecepatan kritis ulir penggerak untuk mencegah resonansi dan getaran selama putaran kecepatan tinggi.Pengendalian Suhu: Mesin perkakas ini dilengkapi dengan sistem pendingin untuk mengontrol suhu operasi ulir utama dan spindel. Pemanasan ulir utama dapat menyebabkan deformasi termal, yang mengakibatkan perubahan ulir atau bahkan kemacetan. Sistem pendingin dapat mengontrol fluktuasi suhu dalam kisaran minimal, menjaga stabilitas transmisi.4. Koordinasi yang Tepat antara Sistem Penggerak dan KontrolSambungan Kaku antara Motor Servo dan Ulir Penggerak: Kopling (seperti kopling diafragma dan kopling lamellar) digunakan untuk mencapai sambungan tanpa celah antara motor dan ulir penggerak, memastikan transmisi daya yang lancar dan menghindari hentakan transmisi yang disebabkan oleh sambungan yang longgar.Penyesuaian presisi sistem CNC: Melalui sistem kontrol loop tertutup atau semi-tertutup, posisi dan kecepatan ulir penggerak dipantau secara real-time, dan torsi keluaran motor disesuaikan secara dinamis untuk mengkompensasi deformasi elastis dan deformasi suhu ulir penggerak, memastikan kecepatan seragam dan tanpa benturan selama pengoperasian.Tambahan: Peran penting perawatan rutin: Bahkan dengan desain dan kondisi pengoperasian yang wajar, perawatan rutin sangat penting untuk pengoperasian tanpa henti 24/7. Misalnya, membersihkan segel secara teratur, memeriksa kondisi gemuk pelumas, mendeteksi kelurusan dan celah ulir penggerak, serta segera mengganti gemuk yang sudah tua dan bola yang aus dapat secara efektif memperpanjang waktu pengoperasian stabil ulir penggerak.