Cách bôi trơn bánh răng xoắn ốc đúng cách

Cách bôi trơn bánh răng xoắn ốc đúng cách

Trong số tất cả các loại cấu hình bánh răng khác nhau, hệ thống bánh răng xoắn ốc được coi là một trong những vấn đề khó khăn nhất bởi vì chúng thể hiện những thách thức bôi trơn độc đáo do thiết kế riêng biệt của chúng. Để khắc phục những thách thức này, bạn phải hiểu không chỉ sự phức tạp của bánh răng giun mà còn phải tính đến những phẩm chất nào khi lựa chọn chất bôi trơn bánh răng xoắn ốc.

Thiết kế bánh răng xoắn ốc

bánh răng xoắn ốc là một thiết kế trục không song song, không giao nhau bao gồm chủ yếu hai yếu tố bánh răng: xoắn ốc, là bánh lái có hình xoắn ốc hoặc ốc vít, và bánh răng xoắn ốc hoặc trục xoắn ốc, được điều khiển bánh răng trong hình dạng của một thiết bị kích thích chung.

Về mặt kỹ thuật, toàn bộ hệ thống bánh răng xoắn ốc sẽ được gọi là một bánh răng xoắn ốc hoặc bộ bánh răng xoắn ốc để tránh nhầm lẫn. bánh răng xoắn ốc luôn làm bánh xe xoắn ốc. Đặc điểm thiết kế này là do góc xoắn cực đoan, gần 90 độ. bánh răng xoắn ốc tương tự như thiết kế của cấu trúc bánh răng xoắn ốc chéo, ngoại trừ răng bánh răng trên xoắn ốc của một bánh răng xoắn ốc sẽ vòng tròn xung quanh chu vi của bánh răng xoắn ốc ít nhất một lần. Vì bánh răng xoắn ốc có thể có ít nhất một chiếc răng xoắn quanh xoắn ốc, số lượng răng trên bánh răng xoắn ốc được xác định một cách thích hợp hơn bởi số lượng bắt đầu hoặc chủ đề.

Có ba loại thiết kế bánh răng xoắn ốc mô tả mức độ mà các bánh răng lưới lại với nhau: không throated (không bao bọc), rãnh đơn (đơn bao bọc) và rãnh đôi (đôi bao bọc hoặc globoidal).

Non-throated hoặc non-enveloping là thiết kế cơ bản nhất trong đó xoắn ốc và bánh răng xoắn ốc cả hai hình trụ trong hình dạng. Điều này cho phép sản xuất đơn giản, nhưng vùng tiếp xúc giới hạn của một điểm trên một hoặc hai răng bánh răng có thể trở thành vấn đề.

Trong thiết kế đơn hoặc cổ, một trong những yếu tố bánh răng (phổ biến nhất là bánh xe xoắn) đã lõm răng xoắn ốc cho đường viền hoặc bao bọc của răng bánh răng xoắn ốc. Điều này cho phép vùng tiếp xúc tăng lên một dòng.

Thiết kế hai mặt bao quanh (đôi-phong bì) hoặc globoidal không chỉ có răng xoắn ốc lõm trên bánh xe giun, mà còn có hình dạng giống như một chiếc đồng hồ cát nên hai phần tử quấn quanh nhau trong chuyển động. Điều này dẫn đến diện tích tiếp xúc gần gấp tám lần (trong hình dạng của một dải tròn) với ba hoặc nhiều răng tiếp xúc.

Khi diện tích bề mặt tiếp xúc tăng lên, khả năng mô-men xoắn, khả năng chịu tải (khả năng chống sốc) và độ bền được cải thiện. Thiết kế bánh răng bao quanh cũng có tỷ lệ mòn dự đoán thấp hơn do phân phối tải. Các nhà sản xuất ổ đĩa cứng cố gắng tối ưu hóa mối quan hệ liên hệ này giữa hai yếu tố bánh răng để cải thiện độ tin cậy.

Những ưu điểm đáng chú ý khác của bánh răng xoắn ốctrên các lựa chọn thay thế hệ thống bánh răng tiềm năng bao gồm:

Một bánh răng xoắn ốccó thể được thiết kế với tỷ lệ bánh răng hơn 200-to-1, so với thiết bị xoắn ốc, có thể được giới hạn ở mức 10 đến 1 trên một lần giảm. Tỷ lệ bánh răng cho bánh răng xoắn ốclà số lượng răng trên bánh răng xoắn ốc đến số lượng chủ đề (hoặc bắt đầu) trên bánh răng xoắn ốc.

Tỷ lệ bánh răng cao và cấu hình của hai bộ phận bánh răng cho phép thiết kế nhỏ gọn, làm cho bánh răng xoắn ốc trở thành một lựa chọn tuyệt vời cho các khu vực giới hạn không gian. Ngoài ra, số lượng các bộ phận chuyển động được giảm cùng với các cơ hội thất bại. Tuy nhiên, điều này có thể được bù đắp một phần bởi sự mất hiệu quả từ việc tăng mô men xoắn lớn.

Nhiều ổ bánh răng xoắn ốc ở tỷ lệ cao hơn trong điều kiện cụ thể có thể trưng bày một tài sản tự khóa (trong khi những bánh có tỷ lệ truyền động thấp hơn được biết là tự do đảo ngược hướng của nguồn). Nói cách khác, bánh xe giun không thể xoay dễ dàng một cách độc lập để buộc chuyển động trên bánh răng xoắn ốc. Khả năng tự khóa tĩnh này chỉ có thể thực hiện được khi góc dẫn của bánh răng xoắn ốc nhỏ hơn góc ma sát tĩnh của vật liệu giao phối. Tuy nhiên, trong khi điều này có thể thuận lợi, nhu cầu quay vòng hoặc phanh để tránh quay ngược bất ngờ vẫn rất quan trọng, vì việc lái xe vẫn là một khả năng trong một số trường hợp nhất định, chẳng hạn như khi phải đối mặt với rung động đầy đủ hoặc khi răng bánh răng bề mặt đánh bóng theo thời gian.

Với sự chuyển động chính xác của bánh răng xoắn ốc, đặc biệt là trong thiết kế bao bọc đôi, phản ứng dữ dội (chơi giữa các răng bánh răng) có thể được giảm thiểu đáng kể. Điều này rất quan trọng trong các ứng dụng nhất định như robot.

Tiếng ồn thấp và độ rung kết quả từ các thành phần di chuyển tối thiểu trong bánh răng xoắn ốc so với thiết kế bánh răng thay thế.

Thách thức bôi trơn

Thiết kế bánh răng xoắn ốc có một nhược điểm lớn: chuyển động tương đối giữa răng giao phối của hai yếu tố gần như hoàn toàn trượt. Điều này đặt ra một thách thức đáng kể bởi vì chất bôi trơn được liên tục cạo sang một bên. Các tổn thất ma sát trượt dẫn đến nhiệt độ cao và phát triển áp lực thủy động lực không đầy đủ. Do đó, việc tạo ra các mảnh vụn có thể tăng lên. Trong nhiều trường hợp, nhiệt độ cao hơn sẽ là yếu tố giới hạn trên bánh răng xoắn ốc trước khi đạt tới giới hạn tải. Sự phân bố tải trọng của các thiết kế bánh răng bao bọc có thể làm giảm vấn đề này, nhưng thách thức vẫn còn tồn tại.

Ngoài ra, do tính chất trượt của bánh răng xoắn ốc, kim loại có hệ số ma sát thấp thường được sử dụng. Bánh xe giun thường chứa kim loại màu vàng, trong khi bánh răng xoắn ốc thường được làm bằng thép. Điều này dẫn đến đặc tính mặc thuận lợi hơn, khả năng tải tốt hơn và ít sinh nhiệt hơn không tìm thấy trong các kết hợp kim loại khác. Kim loại màu vàng như đồng được sử dụng trên bánh xe giun có thể trình bày những thách thức bôi trơn độc đáo khi lựa chọn một gói phụ gia tương thích. Với sự kết hợp luyện kim này, người ta cũng hy vọng rằng bánh xe giun sẽ hoạt động một cách hy sinh so với bánh răng xoắn ốc do nỗ lực tương đối và chi phí trong việc xây dựng lại bánh răng xoắn ốc.

Giải pháp bôi trơn

Thiết kế và vật liệu bánh răng đã được hiện đại hóa qua nhiều năm để đạt được khả năng mang tải tốt hơn, chuyển đổi mô-men xoắn cao hơn và tuổi thọ được cải thiện. Các nền tảng thử nghiệm tinh vi và các phương pháp máy tính đã cung cấp một sự hiểu biết tốt hơn về các chế độ hỏng ổ đĩa phổ biến và cung cấp các đầu mối để tối ưu hóa các giải pháp. Chất bôi trơn không là ngoại lệ đối với những cải tiến này đối với bánh răng xoắn ốc. Nói chung, một chất bôi trơn bánh răng xoắn ốc chất lượng cao sẽ có ma sát thấp, khả năng chống oxy hóa cao, bảo vệ chống mài mòn tốt và chỉ số độ nhớt cao.

Lựa chọn dầu gốc tốt

Trong khi sử dụng dầu nhờn được pha chế với dầu khoáng khá phổ biến trong các bánh răng xoắn ốc, việc sử dụng dầu gốc tổng hợp thường giúp cải thiện hiệu suất thiết bị và nhiệt độ hoạt động thấp hơn. Điều này được hỗ trợ bởi Quy tắc Tỷ lệ Arrhenius, cho biết rằng mỗi lần tăng 10 độ C ở nhiệt độ dầu trung bình, phản ứng hóa học tăng gấp đôi.

Hiệu quả truyền năng lượng của đầu vào và đầu ra của hệ thống bánh răng có thể bị ảnh hưởng đáng kể bởi chất bôi trơn được chọn. PAG cũng được biết là giảm nhiệt độ vận hành và tổng tổn thất. Các so sánh bổ sung giữa các loại dầu gốc khoáng và PAG.

PAGs có một số nhược điểm, đáng chú ý nhất là chi phí cao hơn của họ. Chúng cũng không tương thích với một số vật liệu đóng dấu, chất dẻo và sơn phủ, vì vậy luôn luôn xác nhận tính tương thích khi chuyển sang PAG.

Phụ gia phù hợp

Một trong những công việc quan trọng nhất của phụ gia dầu bánh răng là tạo thành một rào cản bảo vệ hoặc hy sinh giữa các bề mặt tiếp xúc khi các điều kiện vượt quá độ bền của màng dầu. Một gói phụ gia cho chất bôi trơn trong ổ giun phải được lựa chọn cẩn thận vì kim loại màu vàng thường chứa trong bánh xe giun có thể bị ảnh hưởng bất lợi do ăn mòn từ lưu huỳnh được kích hoạt trong phụ gia cực áp (EP), đặc biệt khi có mặt nhiệt. Tuy nhiên, những tiến bộ trong sự hình thành phụ gia với lưu huỳnh ngừng hoạt động đã giúp giảm hoặc loại bỏ các cuộc tấn công ăn mòn này.

bánh răng xoắn ốc có thể trình bày một thách thức bôi trơn biên giới duy nhất, với sự tập trung hơn vào giảm ma sát hơn là ảnh hưởng của mài mòn. Trong các ứng dụng này, có thể sử dụng một loại chất bôi trơn gốc khoáng được biết đến như dầu hỗn hợp. Chất bôi trơn này được pha chế với tối đa 10% axit béo (dầu tự nhiên) hoặc mỡ không axit làm chất tạo kết hợp cùng với các chất ức chế rỉ sét và oxy hóa và các chất phụ gia khác. Điều này dẫn đến việc cải thiện độ bôi trơn, giảm ma sát và giảm độ mòn trượt.

Dầu EP vẫn thường được sử dụng trong các ứng dụng bánh răng xoắn ốc, nơi chúng được xây dựng với khả năng tương thích kim loại màu vàng. Tuy nhiên, cả dầu hỗn hợp và dầu bánh răng EP đều có giới hạn nhiệt độ làm việc khoảng 80 độ C trước khi tốc độ oxy hóa tăng nhanh, dẫn đến các sản phẩm có tính axit có thể tấn công vật liệu bánh răng xoắn ốc.

Độ nhớt phù hợp

Ngoài nhiệt độ môi trường xung quanh và hoạt động, độ nhớt chính xác sẽ phụ thuộc vào một số biến của bánh răng xoắn ốc cuối cùng, bao gồm vận tốc pitchline, khoảng cách trung tâm và vòng quay mỗi phút. Theo các khuyến nghị này và biểu đồ khoảng thời gian thay dầu, nhiệt độ có tác động đáng kể đến việc bôi trơn hiệu quả. Không chỉ là chất bôi trơn và tuổi thọ của máy bị ảnh hưởng tiêu cực bởi nhiệt độ cao hơn, nhưng bánh răng xoắn ốc đặc biệt có vấn đề với gai nhiệt độ. Kết quả là, nếu nhiệt độ cao hơn dự kiến, lựa chọn thay thế hiệu quả hơn cho các loại dầu gốc và phụ gia nên được lựa chọn. Các loại dầu tổng hợp như PAOs và PAGs hoạt động tốt hơn so với dầu khoáng do khả năng chống thoái hóa nhiệt tự nhiên của chúng cao hơn. Tuy nhiên, tăng 32 độ C so với nhiệt độ môi trường xung quanh trong ổ đĩa rãnh đơn (37 độ C cho bánh răng xoắn ốc rãnh đôi) không được coi là quá mức cho các điều kiện hoạt động.

Mức dầu vừa phải

Như với hầu hết các hệ thống bánh răng được bôi trơn, mức dầu trong bánh răng xoắn ốc là điều cần thiết để duy trì độ chính xác. Tùy thuộc vào vị trí của bánh răng xoắn ốc tương đối so với bánh xe giun, mức giảm nhỏ về mức dầu có thể là sự khác biệt giữa bôi trơn lý tưởng và không bôi trơn. Khi giám sát mức dầu ở ba vị trí ổ giun phổ biến nhất, tuân thủ các khuyến nghị của nhà sản xuất, thường sẽ phù hợp với các tiêu chuẩn về độ sâu ngâm dầu.

Khi vận tốc pitchline của các phần tử xoắn ốc vượt quá 10 mét mỗi giây, đặc biệt là với các ổ đĩa bao bọc kép, hệ thống bôi trơn nguồn cấp dữ liệu được khuyến khích để phun toàn bộ khuôn mặt của bánh răng xoắn ốc.

Kiểm tra trực quan chính xác

Bên cạnh việc theo dõi mức dầu, một kính nhìn nên được coi là một cửa sổ trong tình trạng của dầu. Điều này có thể bao gồm kiểm tra trực quan cho tối màu dầu bất thường (một dấu hiệu của quá trình oxy hóa), bùn có thể nhìn thấy, các hạt rắn và độ ẩm. Những kiểm tra này có thể được thực hiện hiệu quả hơn khi kính nhìn được mở rộng ra khỏi vỏ bánh răng để ánh sáng có thể truyền qua nó, như trong kính nhìn bên trái.

Nếu có thể, cũng nên sử dụng đáy trầm tích và bát nước. Điều này sẽ giúp nắm bắt bất kỳ hạt rắn hoặc chất lỏng nào nặng hơn dầu và cung cấp một điểm kiểm tra trực quan hàng ngày.

Lựa chọn đúng loại dầu

Mục tiêu của bất kỳ chất bôi trơn nào được chọn nên bảo vệ bánh răng xoắn ốc khỏi các mức ma sát không mong muốn, các tác động nguy hiểm của sự ăn mòn và hoạt động kém hiệu quả. Đánh giá và đạt được trạng thái tham chiếu tối ưu cho mọi kiểu bánh răng xoắn ốc phù hợp với điều kiện hoạt động và môi trường của nó sẽ đi xuống một điều: biện minh cho các chi phí của các phương pháp bôi trơn được cải thiện nhằm giảm thiểu rủi ro và hậu quả tiềm ẩn của sự thất bại. May mắn thay, cải thiện phương pháp bôi trơn cho bánh răng xoắn ốc không tốn kém và có thể đơn giản như xác nhận rằng chất bôi trơn đáp ứng các yêu cầu tối thiểu trong khi thực hiện kiểm tra trực quan và thậm chí phân tích dầu để theo dõi tình trạng hiệu quả. Cũng giống như bánh răng xoắn ốc là một số thiết kế bánh răng đơn giản và có lợi nhất, các phương pháp bôi trơn mà chúng yêu cầu đều độc đáo và cần thiết.

Bài viết liên quan