Trục vít me và những ứng dụng trong hệ thống máy công nghiệp

Tìm hiểu về Trục Vít Me Bi (Ball Screw)

1. Khái niệm

Trục vít me bi (Ball Screw) là một cơ cấu truyền động cơ khí, biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến hoặc ngược lại, thông qua các viên bi tuần hoàn nằm giữa trục vít và đai ốc.

So với vít me thường, ball screw có hiệu suất cao hơn nhiều nhờ ma sát lăn thay vì ma sát trượt.

2. Cấu tạo cơ bản

Một bộ ball screw thường gồm 3 phần chính:

Trục vít (Screw Shaft): có rãnh xoắn (groove) chính xác để bi lăn.
Đai ốc (Nut): chứa rãnh ăn khớp với trục vít, đồng thời có cơ cấu hồi bi (return system) giúp bi tuần hoàn liên tục.
Bi cầu (Balls): các viên bi thép cứng, nằm giữa vít và đai ốc, tạo ma sát lăn.
Ngoài ra, có thêm các phụ kiện như phớt chắn bụi, ống hồi bi, vỏ bọc bảo vệ.

3. Nguyên lý hoạt động

Khi trục vít quay, bi lăn trong rãnh giữa vít và đai ốc, giúp chuyển lực xoắn thành lực tịnh tiến. Sau khi chạy hết rãnh, bi được hệ thống hồi bi đưa trở lại vị trí ban đầu, tạo thành chu trình khép kín.

4. Ưu điểm

Hiệu suất cao (90–98%) nhờ ma sát lăn.
Độ chính xác cao, ít sai số, phù hợp với máy CNC, robot, máy đo kiểm.
Tải trọng lớn, tuổi thọ cao nhờ phân bố lực đều qua các bi.
Chuyển động mượt mà, ít tiếng ồn (tùy loại bi và cấp chính xác).

5. Ứng dụng

Ball screw được ứng dụng rộng rãi trong:

Máy công cụ CNC (tiện, phay, mài, EDM).
Máy đo lường, thiết bị bán dẫn, robot công nghiệp.
Hệ thống truyền động chính xác: máy in 3D, máy cắt laser, thiết bị y tế.
Công nghệ tự động hóa, truyền động tuyến tính.

6. Phân loại

Có nhiều cách phân loại ball screw, phổ biến như:

Theo hệ thống hồi bi: hồi bi bằng ống (return tube), hồi bi bằng rãnh trong (internal return), hồi bi bằng nắp chặn (end cap return).
Theo độ chính xác: cấp C0–C10 (theo JIS), cấp C0, C1, C3 thường dùng cho CNC chính xác cao.
Theo tải trọng: loại tải nhẹ, trung bình, tải nặng.