Trục vít me là gì: Định nghĩa, cấu tạo & Phân loại chi tiết

Trục vít me là một bộ phận quan trọng trong các hệ thống chuyển động tịnh tiến của máy công cụ, đặc biệt là máy tiện, máy phay và máy CNC. Bộ phận này giúp đảm bảo bàn máy hoặc dao cụ di chuyển mượt mà và đồng tâm.

Nếu bạn mới tìm hiểu về gia công cơ khí, đừng bỏ qua bài viết sau với những thông tin hữu ích giúp bạn hiểu rõ về vít me nhé!

1. Trục vít me là gì?

• Trục vít me là một cơ cấu truyền động dùng để biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến, thông qua mối ghép ren (giữa trục và đai ốc).
• Đây là thành phần quan trọng trong các máy công cụ (như máy tiện CNC, máy phay CNC,…), giúp bàn máy hoặc dao cắt di chuyển chính xác theo trục X, Y, Z, nâng cao độ chính xác gia công, đảm bảo bàn máy hoặc dao cụ di chuyển mượt mà và đồng tâm.
• Vít me bi nổi bật hơn nhờ khả năng làm việc êm, chính xác, thường được dùng trong các dây chuyền gia công tinh, đòi hỏi sai số nhỏ và độ bền cao.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của trục vít me

Trục vitme được cấu tạo bởi những bộ phận chính sau:

STT	BỘ PHẬN	ĐẶC ĐIỂM
1	Trục vít	Là thanh trục chính với các rãnh xoắn chạy dọc chiều dài. Các rãnh xoắn này được thiết kế tương thích với hệ bi, giúp truyền lực hiệu quả, bảo toàn độ chính xác trong suốt quá trình hoạt động.
2	Đai ốc bi	Di chuyển dọc theo trục vít me nhờ sự lăn của các viên bi. Bên trong đai ốc có các rãnh xoắn tương đồng với rãnh trên trục vít, tạo ra đường chạy cho bi di chuyển.
3	Bi	Gồm nhiều viên nhỏ, chế tạo từ vật liệu cứng (chẳng hạn thép), nằm giữa trục vít và đai ốc. Nhờ bi, ma sát được giảm đáng kể, từ đó trục vít me cải thiện hiệu suất truyền động và đảm bảo chuyển động êm ái, chính xác.
4	Vòng tuần hoàn bi	Hệ thống này giúp các viên bi quay trở lại điểm ban đầu sau khi hoàn tất một chu kỳ lăn. Có thể là ống tuần hoàn hoặc rãnh tuần hoàn ngay trên đai ốc, tùy thiết kế cụ thể.
5	Một số phụ kiện khác	Seal: Ngăn bụi bẩn và tạp chất xâm nhập đai ốc. Ổ bi: Hỗ trợ đỡ trục vít, giảm ma sát ở hai đầu trục. Khóa hãm: Cố định đai ốc bi, tránh hiện tượng lỏng hay xê dịch trong quá trình vận hành.

Nguyên lý hoạt động của trục vít me:

• Khi trục vitme quay, ren trục kết hợp với ren đai ốc, khiến đai ốc di chuyển tịnh tiến theo chiều dài vít me.
• Với vít me bi, viên bi chạy trong rãnh ren, chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn, giúp chuyển động êm, chính xác, đồng thời giảm hao mòn.

Nhờ cấu trúc và nguyên lý làm việc này, trục vít me đạt độ chính xác cao, ma sát thấp, đồng thời có thể chịu tải lớn. Đây là lý do nó thường được ưu tiên sử dụng trong các hệ thống đòi hỏi chuyển động tịnh tiến chính xác.

Xem thêm: Mâm cặp 3 chấu: Định nghĩa, cấu tạo và phân loại

3. Phân loại trục vitme

Trên thị trường hiện nay có nhiều loại trục vitme, dựa vào các tiêu chí khác nhau sẽ chia thành các bộ phận khác nhau. Cụ thể:

TIÊU CHÍ PHÂN LOẠI	CÁC LOẠI TRỤC VÍT ME	ĐẶC ĐIỂM NỔI BẬT
Theo hình dạng (biên dạng) ren	Ren thang	Biên dạng ren hình thang, thường gọi là “Acme” hoặc “Trapezoid”. Ma sát trượt tương đối cao, độ chính xác trung bình. Trục vít me ren thang dùng trong các máy tiện truyền thống, hệ thống nâng hạ cần chịu tải tĩnh lớn, chi phí thấp.
	Ren bi	Bi thép lăn giữa trục vít và đai ốc, ma sát thấp, độ chính xác và hiệu suất cao. Phổ biến trong máy CNC, robot, thiết bị tự động hóa đòi hỏi sai số nhỏ và tốc độ cao.
	Ren vuông	Tiết diện ren hình vuông, thường để chịu lực lớn. Ít dùng hơn trục vít me ren thang và ren bi, do quá trình chế tạo khó, giá thành cao, không phổ biến như trước.
Theo nguyên lý ma sát	Vít me trượt	Hoạt động dựa trên ma sát trượt giữa ren trục và ren đai ốc. Cơ cấu đơn giản, giá rẻ, nhưng hiệu suất kém và dễ mòn khi gia công tốc độ cao.
	Vít me bi	Chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn nhờ các viên bi, nâng cao độ bền, hạn chế sinh nhiệt. Trục vít me bi sở hữu độ chính xác và khả năng lặp lại rất tốt, ít rung lắc, tối ưu cho sản xuất hiện đại.
Theo cấp chính xác	Cấp thường (C7, C8…)	Phù hợp cho ứng dụng không đòi hỏi dung sai quá khắt khe, như nâng hạ, máy tiện thông thường.
	Cấp chính xác trung bình (C5, C6)	Dùng trong máy công cụ bán tự động hoặc máy CNC tầm trung, đáp ứng độ lặp lại ở mức khá.
	Cấp chính xác cao (C0, C1, C3…)	Ứng dụng trong máy CNC cao cấp, robot, thiết bị đo lường. Có sai số hành trình rất nhỏ, độ lặp lại xuất sắc.
Theo chức năng sử dụng	Trục vít me truyền động	Truyền lực chính, dịch chuyển bàn máy, dao cụ… Thường tối ưu cho mô-men xoắn và tốc độ quay, đôi khi có bộ phận chống rung hoặc bù rơ lắc.
	Trục vít me định vị	Chủ yếu dùng để định vị bàn máy chính xác trong hành trình ngắn, cường độ làm việc không quá cao. Đòi hỏi độ chính xác lớn, nhưng tải nhẹ.
Theo cách sắp xếp bi	Bi tuần hoàn trong	Bi chạy qua kênh (channel) bên trong đai ốc, không lộ ra ngoài.
	Bi tuần hoàn ngoài	Bi rời vòng qua ống dẫn ngoài đai ốc, sau đó quay lại vùng tiếp xúc.
	Bi tuần hoàn hỗn hợp	Kết hợp ưu điểm, tùy thiết kế nhà sản xuất để tối đa hiệu suất và tuổi thọ.
Theo phương truyền động	Vít me đứng	Trục vít me bố trí dọc (thẳng đứng), ví dụ trong bàn nâng, cột nâng (thang máy mini trong nhà xưởng). Chú ý tải trọng dọc trục, tránh lực uốn.
	Vít me ngang	Thường dùng để di chuyển bàn máy theo trục X, Y… trong máy phay, máy tiện. Yêu cầu đồng tâm, tránh cong trục.
Theo đường kính, bước ren	Đường kính lớn – bước ren lớn	Trục vít me bước ren lớn dùng trong chuyển động nhanh hoặc khi cần di chuyển hành trình lớn trong thời gian ngắn. Lực đẩy trục giảm nhưng tốc độ cao.
	Đường kính vừa – bước ren nhỏ	Tập trung vào lực đẩy lớn, độ chính xác cao, hành trình chậm rãi. Thích hợp gia công tinh, máy CNC cần lặp lại nhiều lần.
Theo loại đai ốc	Đai ốc đơn	Một đai ốc trên trục vít me, thường có độ rơ nhỏ.
	Đai ốc kép	Gồm 2 đai ốc siết ngược nhau, giúp bù rơ (preload), nâng cao độ cứng vững, loại bỏ độ lỏng lẻo. Phù hợp máy CNC, yêu cầu độ chính xác vị trí cao.

4. Thông số của trục vít me

STT	THÔNG SỐ CỦA TRỤC VITME	ĐẶC ĐIỂM
1	Đường kính trục	Xác định khả năng chịu tải, độ cứng vững, kích thước tổng thể.
2	Bước ren	Là khoảng cách giữa hai đỉnh ren liên tiếp. Bước ren lớn => bàn máy/bộ phận di chuyển nhanh hơn mỗi vòng quay.
3	Độ chính xác	Ví dụ: C0, C3, C5… (theo tiêu chuẩn JIS hoặc DIN) chỉ sai số hành trình, độ lặp lại.
4	Chiều dài làm việc	Chiều dài phần ren thực tế mà đai ốc có thể di chuyển, tùy thiết kế máy.
5	Tải trọng	Mức lực tối đa trục vít me chịu được trong quá trình vận hành mà không biến dạng quá mức.

5. Chức năng của trục vitme

• Biến chuyển động quay thành tịnh tiến: Tạo di chuyển bàn máy, ụ dao, phôi… trong máy công cụ.
• Đảm bảo vị trí chính xác: Giúp bàn máy hoặc dao cụ đạt đúng tọa độ, nâng cao độ chính xác gia công.
• Truyền lực: Trục vít me phải chịu tải dọc trục, lực cắt.
• Giảm ma sát (với vít me bi): Tăng hiệu suất, giảm rung, tuổi thọ cao hơn so với ren thường.

6. Ứng dụng trong gia công cơ khí của trục vitme

• Máy tiện: Chuyển động bàn dao dọc, dao ngang, tạo ren, tiện trụ…
• Máy phay, máy CNC: Di chuyển bàn máy trục X, Y, Z, độ chính xác cao; vít me bi dùng rộng rãi để tăng độ lặp lại, giảm mòn.
• Thiết bị nâng-hạ: Bàn nâng, thang nâng có cơ cấu trục vít me ren thang, hoạt động chậm, bền.
• Robot, máy in 3D: Trục vitme bi cho chuyển động mượt, sai số nhỏ.

7. Cách lựa chọn trục vitme phù hợp

Xác định tải trọng và tốc độ: Cần biết lực cắt, khối lượng chi tiết để chọn trục vít me có đường kính, bước ren, cấp chính xác.

Chọn loại vít me

• Vít me ren trượt: Chi phí thấp, chịu lực tốt, nhưng ma sát cao.
• Vít me bi: Hiệu suất cao, độ chính xác tốt, giá thành cao.

Độ chính xác: Ví dụ gia công tinh, máy CNC nên chọn trục vít me C0, C3, C5 hoặc gia công thô hoặc thiết bị nâng nên chọn cấp thấp hơn.

Chiều dài và bước ren: Bước ren lớn phù hợp với gia công có tốc độ di chuyển nhanh, nhưng lực đẩy thấp. Bước ren nhỏ phù hợp với lực đẩy cao, nhưng tốc độ chậm.

Kiểm tra tương thích với máy: Kích thước cốt, gối đỡ, cách lắp. Nên đảm bảo việc gá lắp đồng tâm, tránh cong, vặn xoắn.

8. Lưu ý khi sử dụng trục vít me

• Thường xuyên bôi trơn, tránh bụi phoi bám vào rãnh ren hoặc bi thép. Ngoài ra nên sử dụng ống che chắn, nắp chụp để giảm bụi.
• Kiểm tra độ rơ, độ mòn: Nếu thấy sai số tăng, bề mặt ren mòn, bi trầy xước…, nên thay hoặc mài phục hồi.
• Tránh quá tải, va đập: Quá tải có thể làm hỏng ren, cong trục hoặc vỡ bi.
• Kiểm tra nhiệt độ: Khi vận hành tốc độ cao, sinh nhiệt, cần đảm bảo hệ thống làm mát/ bôi trơn giảm ma sát.

Trục vít me là bộ phận quan trọng trong các máy công cụ, góp phần chuyển động tuyến tính, nâng cao độ chính xác và hiệu suất gia công. Việc chọn đúng loại trục cũng như bảo dưỡng đúng cách sẽ giúp kéo dài tuổi thọ, tăng độ ổn định và đảm bảo chất lượng sản phẩm gia công.

Với bài viết của DN Solutions gửi đến về trục vít me trên đây, chúc bạn nhận được những thông tin hữu ích. Hẹn gặp lại trong những bài chia sẻ tiếp theo.