Tìm hiểu về bánh răng xoắn ốc

Tìm hiểu về bánh răng xoắn ốc

Bánh răng xoắn ốc là gì?

Bánh răng xoắn ốc là một thiết bị bao gồm một trục với một sợi xoắn ốc tham gia và điều khiển một bánh xe có răng. Bánh răng xoắn ốc là một kiểu bánh răng cũ và một phiên bản của một trong sáu máy đơn giản. Về cơ bản, một thiết bị worm là một ốc vít chống lại những gì trông giống như một thiết bị thúc đẩy tiêu chuẩn với răng hơi góc cạnh và cong. Nó thay đổi chuyển động quay 90 độ, và mặt phẳng chuyển động cũng thay đổi do vị trí của con sâu trên bánh răng xoắn ốc (hoặc đơn giản là “bánh xe”). Chúng thường bao gồm một con sâu thép và một bánh xe bằng đồng.

Bánh răng xoắn ốc hoạt động như thế nào

Động cơ điện hoặc động cơ điện áp dụng công suất quay qua con sâu. Con sâu quay trên bánh xe, và mặt vít đẩy trên răng của bánh xe. Bánh xe được đẩy vào tải.

Sử dụng Bánh răng xoắn ốc

Có một vài lý do tại sao người ta sẽ chọn một thiết bị worm trên một thiết bị tiêu chuẩn.

Đầu tiên là tỷ lệ giảm cao. Một bánh răng xoắn ốc có thể có một tỷ lệ giảm lớn với ít nỗ lực – tất cả mọi người phải làm là thêm chu vi cho bánh xe. Vì vậy, bạn có thể sử dụng nó để tăng mô men xoắn hoặc làm giảm đáng kể tốc độ. Thông thường sẽ giảm nhiều thiết bị truyền thống để đạt được mức giảm tương tự của một thiết bị xoắn ốc đơn – nghĩa là người sử dụng bánh răng xoắn ốc có ít bộ phận chuyển động hơn và ít chỗ hơn cho sự thất bại.

Một lý do thứ hai để sử dụng một thiết bị worm là không có khả năng đảo ngược hướng của quyền lực. Do ma sát giữa xoắn ốc và bánh xe, hầu như không thể có một bánh xe có lực tác động lên nó để bắt đầu con xoắn ốc di chuyển. Trên một thiết bị tiêu chuẩn, đầu vào và đầu ra có thể được chuyển độc lập khi áp dụng đủ lực. Điều này đòi hỏi phải thêm một backstop vào một hộp số tiêu chuẩn, tiếp tục tăng các biến chứng của bộ bánh răng.

Tại sao không sử dụng Bánh răng xoắn ốc

Có một lý do đặc biệt rõ ràng là tại sao người ta không chọn một thiết bị worm trên một thiết bị tiêu chuẩn: bôi trơn. Sự chuyển động giữa sâu và bánh răng phải đối mặt là hoàn toàn trượt. Không có thành phần lăn nào để tiếp xúc hoặc tương tác với răng. Điều này làm cho chúng tương đối khó bôi trơn. Các chất bôi trơn yêu cầu thường có độ nhớt rất cao (ISO 320 trở lên) và do đó rất khó lọc, và các chất bôi trơn yêu cầu thường chuyên về những gì chúng làm, yêu cầu một sản phẩm cụ thể cho loại thiết bị đó.

Bôi trơn Bánh răng xoắn ốc

Vấn đề chính với thiết bị worm là cách nó truyền năng lượng. Đó là một lợi ích và lời nguyền cùng một lúc. Chuyển động xoắn ốc cho phép giảm một lượng lớn không gian tương đối nhỏ cho những gì cần thiết nếu một bánh răng xoắn ốc tiêu chuẩn được sử dụng. Chuyển động xoắn ốc này cũng gây ra một điều kiện cực kỳ có vấn đề là chế độ chính của truyền tải điện. Điều này thường được gọi là ma sát trượt hoặc mặc trượt.

Với một bộ truyền động điển hình, công suất được truyền tại điểm tải đỉnh trên răng (được gọi là đỉnh hoặc đường viền), ít nhất là trong điều kiện mài mòn. Trượt xảy ra ở hai bên đỉnh, nhưng vận tốc tương đối thấp.

Với một bánh răng xoắn ốc, chuyển động trượt là sự chuyển giao quyền lực duy nhất. Khi sâu trượt qua răng của bánh xe, nó từ từ xoa sạch màng bôi trơn, cho đến khi không còn màng bôi trơn, và kết quả là, sâu chà xát vào kim loại của bánh xe trong chế độ bôi trơn biên. Khi bề mặt xoắn ốc rời khỏi bề mặt bánh xe, nó lấy thêm chất bôi trơn, và bắt đầu lại quá trình trên cuộc cách mạng tiếp theo.

Các ma sát lăn trên một bánh răng điển hình đòi hỏi ít trong cách của bộ phim bôi trơn để điền vào các không gian và tách hai thành phần. Bởi vì trượt xảy ra ở hai bên của đỉnh răng bánh răng, một độ nhớt cao hơn một chút của chất bôi trơn hơn là cần thiết nghiêm ngặt cho cán mặc là cần thiết để vượt qua tải đó. Việc trượt xảy ra ở tốc độ tương đối thấp.

Xoắn ốc trên một bộ bánh răng xoắn ốc quay, và trong khi quay, nó nghiền nát với tải trọng được đặt trên bánh xe. Cách duy nhất để ngăn chặn con sâu chạm vào bánh xe là phải có một độ dày màng đủ lớn để không có toàn bộ bề mặt răng bị xóa đi trước khi một phần của con sâu ra khỏi vùng tải.

Kịch bản này đòi hỏi một loại chất bôi trơn đặc biệt. Không chỉ nó sẽ phải là một chất bôi trơn có độ nhớt tương đối cao (và tải cao hơn hoặc nhiệt độ, độ nhớt càng cao), nó phải có một số cách để giúp khắc phục tình trạng trượt hiện tại.

Độ nhớt

Độ nhớt là yếu tố chính trong việc ngăn chặn con sâu chạm vào bánh xe trong bộ bánh răng xoắn ốc. Trong khi tải và kích thước của bánh răng xác định chất bôi trơn cần thiết, ISO 460 hoặc ISO 680 là khá phổ biến và ISO 1000 không phải là chưa từng nghe thấy. Nếu bạn đã từng lọc dải độ nhớt này, bạn biết đó là vấn đề bởi vì có khả năng không có bộ lọc hoặc máy bơm nào bạn có trên trang web sẽ là kích thước hoặc xếp hạng phù hợp để hoạt động bình thường. Do đó, bạn có thể cần phải có một máy bơm và bộ lọc cụ thể cho loại thiết bị này. Một chất bôi trơn nhớt đòi hỏi một máy bơm hoạt động chậm để ngăn chặn các chất bôi trơn kích hoạt bỏ qua bộ lọc. Nó cũng sẽ yêu cầu một bộ lọc diện tích bề mặt lớn để cho phép chất bôi trơn chảy qua.

Các loại dầu bôi trơn để tìm

Một loại dầu nhờn thường được sử dụng với bánh răng xoắn ốc là dầu gốc phức hợp khoáng sản. Không có chất phụ gia nào có thể được đưa vào một chất bôi trơn có thể làm cho nó vượt qua thời gian trượt vô hạn, nhưng sự kết hợp phụ gia béo tự nhiên hoặc tổng hợp trong dầu bánh răng kết hợp có độ bôi trơn tốt, cung cấp thêm biện pháp bảo vệ từ tiếp xúc kim loại với kim loại .

Một loại chất bôi trơn khác thường được sử dụng với bánh răng xoắn ốc là dầu gốc công nghiệp, dầu áp suất cực cao (EP). Có một số vấn đề với loại chất bôi trơn này nếu bạn đang sử dụng một bánh răng xoắn ốc với một thành phần kim loại màu vàng (đồng thau). Tuy nhiên, nếu bạn có nhiệt độ hoạt động tương đối thấp hoặc không có kim loại màu vàng trên bề mặt răng bánh răng, chất bôi trơn này hoạt động tốt.

Chất bôi trơn bánh răng Polyalphaolefin (PAO) hoạt động tốt trong các ứng dụng bánh răng xoắn ốc vì chúng tự nhiên có đặc tính bôi trơn tốt. Với dầu bánh răng PAO, nó là cần thiết để xem các gói phụ gia, bởi vì chúng có thể có phụ gia EP. Dầu bánh răng tăng cường chống mài mòn tiêu chuẩn (AW) thường sẽ được chấp nhận, nhưng hãy kiểm tra xem các thuộc tính có tương thích với hầu hết các kim loại không. Tác giả khuyến cáo nên theo dõi chặt chẽ các kim loại mặc trong thử nghiệm phân tích dầu để đảm bảo rằng gói AW không phản ứng như vậy để gây ra sự rò rỉ đáng kể từ đồng thau. Hiệu ứng nên ít hơn nhiều so với những gì sẽ được nhìn thấy với EP ngay cả trong trường hợp xấu nhất cho phản ứng AW, nhưng nó có thể xuất hiện trong thử nghiệm kim loại. Nếu bạn cần một chất bôi trơn có thể xử lý nhiệt độ cao hơn hoặc thấp hơn điển hình, một sản phẩm dựa trên PAO phù hợp có thể có sẵn.

Polyalkylene glycol (PAG), một loại chất bôi trơn thứ tư, đang trở nên phổ biến hơn. Các chất bôi trơn này có đặc tính bôi trơn tuyệt vời, và không chứa các loại sáp gây ra các vấn đề nhiệt độ thấp với nhiều chất bôi trơn khoáng sản, làm cho chúng trở thành một sự lựa chọn nhiệt độ thấp tuyệt vời. Cần thận trọng khi sử dụng dầu PAG vì chúng không tương thích với dầu khoáng, và một số chất hàn và sơn.

Luyện kim của bánh răng xoắn ốc

Các bánh răng xoắn ốc phổ biến nhất được làm bằng một bánh xe bằng đồng và một con sâu thép. Điều này là do bánh xe bằng đồng thường dễ thay thế hơn so với con sâu. Bánh xe được làm bằng đồng thau bởi vì nó được thiết kế để hy sinh. Trong trường hợp hai bề mặt tiếp xúc với nhau, con sâu này sẽ không bị mài mòn vì bánh xe mềm hơn, và do đó, hầu hết sự hao mòn xảy ra trên bánh xe. Các báo cáo phân tích dầu về loại đơn vị này hầu như luôn cho thấy mức độ đồng và mức độ sắt thấp – là kết quả của bánh xe hy sinh.

Bánh xe bằng đồng này ném một vấn đề khác vào phương trình bôi trơn cho các bánh răng xoắn ốc. Nếu dầu bánh răng EP lưu huỳnh-phốt pho được đưa vào bể chứa của thiết bị xoắn ốc bằng bánh xe bằng đồng, và nhiệt độ đủ cao, phụ gia EP sẽ kích hoạt. Trong bánh răng thép bình thường, kích hoạt này tạo ra một lớp mỏng của quá trình oxy hóa trên bề mặt giúp bảo vệ răng bánh răng khỏi bị sốc và các điều kiện cơ học cực khác. Tuy nhiên, trên bề mặt đồng thau, việc kích hoạt các phụ gia EP dẫn đến sự ăn mòn đáng kể từ lưu huỳnh. Trong một khoảng thời gian ngắn, bạn có thể mất một phần đáng kể bề mặt tải của bánh xe và gây ra hư hỏng lớn.

Các vật liệu khác

Một số vật liệu ít phổ biến hơn được tìm thấy trong bộ bánh răng xoắn ốc bao gồm:

Giàn thép và bánh răng xoắn ốc thép – Ứng dụng này không có biến chứng EP của thiết bị đồng thau, nhưng không có chỗ cho lỗi được tích hợp vào hộp số như thế này. Sửa chữa trên bộ bánh răng xoắn ốc với sự kết hợp của kim loại thường tốn kém hơn và tốn nhiều thời gian hơn so với một bộ bánh răng đồng / thép. Điều này là do việc chuyển giao vật liệu liên quan đến thất bại làm cho cả con sâu và bánh xe không sử dụng được trong việc xây dựng lại.

Đồng thau sâu và bánh răng xoắn ốc đồng – Ứng dụng này rất có thể được tìm thấy trong tình huống tải trọng vừa phải đến ánh sáng bởi vì đồng thau chỉ có thể giữ đến một lượng tải thấp hơn. Lựa chọn chất bôi trơn trên sự kết hợp kim loại này là linh hoạt vì tải trọng nhẹ hơn, nhưng người ta vẫn phải xem xét các hạn chế phụ gia liên quan đến EP vì kim loại màu vàng.

Nhựa trên kim loại, nhựa và các kết hợp tương tự khác – Điều này thường được tìm thấy trong các ứng dụng tải tương đối nhẹ, chẳng hạn như robot và linh kiện ô tô. Việc lựa chọn chất bôi trơn phụ thuộc vào nhựa được sử dụng, bởi vì nhiều loại nhựa phản ứng với các hydrocacbon trong chất bôi trơn thường xuyên, và do đó sẽ yêu cầu chất bôi trơn silicon hoặc các chất bôi trơn không phản ứng khác.

Mặc dù một thiết bị worm sẽ luôn có một vài biến chứng so với một bộ thiết bị tiêu chuẩn, nó có thể dễ dàng là một thiết bị hiệu quả và đáng tin cậy. Với một chút chú ý để thiết lập và lựa chọn chất bôi trơn, bánh răng worm có thể cung cấp dịch vụ đáng tin cậy cũng như bất kỳ loại thiết bị nào khác.

 

Bài viết liên quan