تعویض گیربکس حلزونی دوزینگ پمپ (ویدیو آموزشی)

چرخ دنده حلزونی چیست؟

چرخ دنده حلزونی چرخ دنده ای است متشکل از یک محور با نخ مارپیچ که با چرخ دندانه دار درگیر شده و به حرکت در می آید. چرخ دنده های حلزونی یک سبک قدیمی از چرخ دنده ها و نسخه ای از یکی از شش ماشین ساده هستند. اساساً یک چرخ دنده حلزونی پیچی است که در برابر چیزی شبیه چرخ دنده استاندارد با دندانه های کمی زاویه دار و خمیده قرار گرفته است.

حرکت چرخشی را ۹۰ درجه تغییر می دهد و سطح حرکت نیز به دلیل موقعیت کرم روی چرخ کرم (یا به سادگی “چرخ”) تغییر می کند. آنها معمولاً از یک کرم فولادی و یک چرخ برنجی تشکیل شده اند.

شکل ۱٫ چرخ دنده کرم. اکثر کرم ها (اما نه همه) در پایین هستند.

Worm Gears چگونه کار می کند

یک موتور الکتریکی یا موتور قدرت چرخشی را از طریق کرم اعمال می کند. کرم در مقابل چرخ می چرخد ​​و صفحه پیچ روی دندانه های چرخ فشار می آورد. چرخ در مقابل بار فشار داده می شود.

موارد استفاده از چرخ دنده کرم

چند دلیل وجود دارد که چرا یک چرخ دنده حلزونی را به یک چرخ دنده استاندارد انتخاب می کند.

اولین مورد نسبت کاهش بالا است. یک چرخ دنده حلزونی می تواند با کمی تلاش نسبت کاهش زیادی داشته باشد – تنها کاری که باید انجام دهید این است که دور چرخ را اضافه کنید. بنابراین می توانید از آن برای افزایش بسیار زیاد گشتاور یا کاهش بسیار سرعت استفاده کنید. معمولاً برای دستیابی به همان سطح کاهش یک چرخ دنده حلزونی نیاز به کاهش چندگانه یک گیربکس معمولی است – به این معنی که کاربران چرخ دنده های حلزونی قطعات متحرک کمتر و مکان های کمتری برای خرابی دارند.

دلیل دوم استفاده از چرخ دنده حلزونی ناتوانی در معکوس کردن جهت قدرت است. به دلیل اصطکاک بین کرم و چرخ، تقریبا غیرممکن است که چرخی با نیرویی که به آن وارد می شود، حرکت کرم را شروع کند.

در یک چرخ دنده استاندارد، پس از اعمال نیروی کافی، ورودی و خروجی را می توان به طور مستقل چرخاند. این امر مستلزم افزودن بک استاپ به گیربکس استاندارد است که پیچیدگی مجموعه دنده را بیشتر می کند.

چرا نباید از چرخ دنده های کرم استفاده کرد؟

یک دلیل مشخص وجود دارد که چرا یک چرخ دنده حلزونی را به دنده استاندارد انتخاب نمی کنید: روانکاری. حرکت بین کرم و صفحه دنده چرخ کاملاً کشویی است. هیچ جزء چرخشی در تماس یا فعل و انفعال دندان وجود ندارد. این امر روانکاری آنها را نسبتاً دشوار می کند.

روان کننده های مورد نیاز معمولاً ویسکوزیته بسیار بالایی دارند (ISO 320 و بالاتر) و بنابراین فیلتر کردن آنها دشوار است و روان کننده های مورد نیاز معمولاً در کاری که انجام می دهند تخصصی هستند و نیاز دارند که یک محصول به طور خاص برای آن نوع تجهیزات در محل باشد.

روانکاری چرخ دنده حلزونی

مشکل اصلی یک چرخ دنده حلزونی نحوه انتقال نیرو است. این یک موهبت و نفرین در عین حال است. حرکت مارپیچی باعث می شود تا مقادیر زیادی کاهش در فضای نسبتاً کمی برای آنچه در صورت استفاده از یک چرخ دنده مارپیچ استاندارد لازم است، کاهش یابد.

این حرکت مارپیچی همچنین باعث می شود که حالت بسیار مشکل ساز حالت اصلی انتقال نیرو باشد. این معمولاً به عنوان اصطکاک لغزشی یا سایش لغزشی شناخته می شود.

 

با یک مجموعه دنده معمولی، قدرت در نقطه اوج بار روی دندان (معروف به راس یا خط پیچ)، حداقل در شرایط سایش غلتشی، منتقل می‌شود. لغزش در دو طرف راس رخ می دهد، اما سرعت نسبتا کم است.

با چرخ دنده حلزونی، حرکت لغزشی تنها انتقال قدرت است. همانطور که کرم روی دندانه چرخ می لغزد، به آرامی از لایه روان کننده سائیده می شود، تا زمانی که هیچ لایه روان کننده ای باقی نماند، و در نتیجه، کرم در یک رژیم روغنکاری مرزی به فلز چرخ می مالد. هنگامی که سطح کرم از سطح چرخ خارج می شود، روان کننده بیشتری جذب می کند و در چرخش بعدی فرآیند را دوباره شروع می کند.

اصطکاک غلتشی روی یک دندان دنده معمولی به مقدار کمی از لایه روان کننده برای پر کردن فضاها و جداسازی دو جزء نیاز دارد. از آنجایی که لغزش در دو طرف راس دندانه چرخ دنده رخ می دهد، ویسکوزیته روان کننده کمی بالاتر از آنچه برای سایش نورد لازم است برای غلبه بر آن بار مورد نیاز است. لغزش با سرعت نسبتا کم اتفاق می افتد.

کرم روی چرخ دنده ی کرم ست می چرخد ​​و در حین چرخش در برابر بار وارد شده به چرخ خرد می شود. تنها راه جلوگیری از تماس کرم با چرخ این است که ضخامت لایه ای به اندازه کافی بزرگ داشته باشید تا قبل از اینکه قسمتی از کرم از ناحیه بار خارج شود، کل سطح دندان پاک نشود.

این سناریو به نوع خاصی از روان کننده نیاز دارد. نه تنها باید یک روان کننده با ویسکوزیته نسبتاً بالا باشد (و هر چه بار یا دما بالاتر باشد، ویسکوزیته باید بالاتر باشد)، بلکه باید راهی برای غلبه بر شرایط لغزشی موجود داشته باشد.

ویسکوزیته

ویسکوزیته عامل اصلی جلوگیری از تماس کرم با چرخ در مجموعه دنده حلزونی است. در حالی که بار و اندازه چرخ دنده، روان کننده مورد نیاز را تعیین می کند، ISO 460 یا ISO 680 نسبتاً رایج است و ISO 1000 بی سابقه نیست. اگر تا به حال سعی کرده اید این محدوده ویسکوزیته را فیلتر کنید، می دانید که مشکل ساز است زیرا این احتمال وجود دارد که هیچ یک از فیلترها یا پمپ هایی که در محل دارید اندازه یا رتبه مناسبی برای عملکرد صحیح نداشته باشند.

بنابراین، احتمالاً باید یک پمپ و فیلتر خاص برای این نوع واحد تهیه کنید. روان‌کننده‌ای که چسبناک است به پمپ کندی نیاز دارد تا از فعال کردن بای پس فیلتر توسط روانکار جلوگیری کند. همچنین به یک فیلتر سطح بزرگ نیاز دارد تا روان کننده بتواند از آن عبور کند.

انواع روان کننده برای جستجو

یک نوع روان کننده که معمولاً برای چرخ دنده های حلزونی استفاده می شود، روغن های دنده مرکب بر پایه معدنی هستند. هیچ ماده افزودنی وجود ندارد که بتوان آن را در روان کننده قرار داد که بتواند به طور نامحدود بر سایش لغزش غلبه کند، اما ترکیب افزودنی های چربی طبیعی یا مصنوعی در روغن های دنده مرکب منجر به روانکاری خوب می شود و محافظت بیشتری در برابر تماس فلز با فلز ایجاد می کند. .

نوع روان کننده دیگری که معمولاً برای چرخ دنده های حلزونی استفاده می شود، روغن های دنده فشار شدید صنعتی (EP) بر پایه معدنی است. اگر از چرخ دنده حلزونی با جزء فلزی زرد (برنجی) استفاده می کنید، مشکلاتی در این نوع روان کننده وجود دارد. با این حال، اگر دمای کار نسبتاً پایینی دارید یا فلز زرد روی سطوح دندان دنده وجود ندارد، این روان کننده به خوبی کار می کند.

روان کننده های دنده پلی آلفائولفین (PAO) در کاربردهای چرخ دنده حلزونی به خوبی کار می کنند زیرا به طور طبیعی خاصیت روان کنندگی خوبی دارند. با روغن دنده PAO، باید بسته افزودنی را تماشا کرد، زیرا اینها می توانند افزودنی های EP داشته باشند. یک روغن دنده ضد سایش (AW) تقویت شده معمولاً قابل قبول است، اما بررسی کنید که خواص آن با اکثر فلزات سازگار باشد.

نویسنده توصیه می کند که فلزات سایش را در آزمایش آنالیز روغن به دقت مشاهده کنید تا مطمئن شوید که بسته AW آنقدر واکنش پذیر نیست که باعث شسته شدن قابل توجهی از برنج شود. این اثر حتی در بدترین سناریو برای واکنش پذیری AW باید بسیار کمتر از آن چیزی باشد که با EP دیده می شود، اما می تواند در آزمایش فلزات خود را نشان دهد. اگر به روان‌کننده‌ای نیاز دارید که بتواند دماهای بالاتر یا پایین‌تر از معمول را تحمل کند، احتمالاً یک محصول مناسب مبتنی بر PAO در دسترس است.

پلی آلکیلن گلیکول ها (PAG) ، نوع چهارم روان کننده، رایج تر می شوند. این روان کننده ها دارای خاصیت روان کنندگی عالی هستند و حاوی موم هایی نیستند که باعث ایجاد مشکل در دمای پایین با بسیاری از روان کننده های معدنی می شوند و آنها را به یک انتخاب عالی در دمای پایین تبدیل می کند. هنگام استفاده از روغن های PAG باید احتیاط کرد زیرا با روغن های معدنی و برخی مهر و موم ها و رنگ ها سازگار نیستند.

متالورژی چرخ دنده های کرمی

رایج ترین چرخ دنده های حلزونی با چرخ برنجی و کرم فولادی ساخته می شوند. این به این دلیل است که چرخ برنجی معمولاً راحت تر از خود کرم جایگزین می شود. چرخ از برنج ساخته شده است زیرا برای فداکاری طراحی شده است.

در صورت تماس دو سطح، کرم از سایش در امان است زیرا چرخ نرم تر است و بنابراین، بیشتر سایش روی چرخ اتفاق می افتد. گزارش های آنالیز روغن در این نوع واحد تقریباً همیشه مقداری مس و سطوح پایین آهن را نشان می دهد – در نتیجه چرخ قربانی.

این چرخ برنجی مشکل دیگری را در معادله روغن کاری چرخ دنده های حلزونی ایجاد می کند. اگر یک روغن دنده گوگرد-فسفر EP با یک چرخ برنجی در مخزن یک چرخ دنده کرم قرار داده شود و دما به اندازه کافی بالا باشد، افزودنی EP فعال می شود. در چرخ دنده های فولادی معمولی، این فعال سازی لایه نازکی از اکسیداسیون را روی سطح ایجاد می کند که به محافظت از دندان دنده در برابر بارهای ضربه ای و سایر شرایط مکانیکی شدید کمک می کند.

با این حال، در سطح برنجی، فعال شدن افزودنی EP منجر به خوردگی قابل توجهی از گوگرد می شود. در مدت زمان کوتاهی می توانید بخش قابل توجهی از سطح بار چرخ را از دست بدهید و آسیب بزرگی به بار بیاورید.

مواد دیگر
برخی از مواد کمتر رایج موجود در مجموعه چرخ دنده های کرمی عبارتند از:

کرم فولادی و چرخ کرم فولادی – این برنامه دارای عوارض EP دنده برنجی نیست، اما جایی برای خطا در جعبه دنده ای مانند این وجود ندارد. تعمیر مجموعه دنده های حلزونی با این ترکیب فلز معمولاً پرهزینه تر و وقت گیرتر از مجموعه چرخ دنده های برنجی/فولادی است. این به این دلیل است که انتقال مواد مرتبط با خرابی باعث می شود هم کرم و هم چرخ در بازسازی غیرقابل استفاده باشند.

کرم برنجی و چرخ کرم برنجی – این نرم افزار به احتمال زیاد در موقعیت های بار متوسط ​​تا سبک یافت می شود زیرا برنج فقط می تواند تا مقدار کمتری بار را نگه دارد. انتخاب روان کننده در این ترکیب فلزی به دلیل بار سبک تر، انعطاف پذیر است، اما همچنان باید محدودیت های افزودنی در مورد EP را به دلیل فلز زرد در نظر گرفت.

پلاستیک روی فلز، روی پلاستیک و سایر ترکیبات مشابه – این معمولاً در کاربردهای بار نسبتاً سبک، مانند روباتیک و قطعات خودرو یافت می‌شود. انتخاب روان کننده به پلاستیک مورد استفاده بستگی دارد، زیرا بسیاری از انواع پلاستیک به هیدروکربن های موجود در روان کننده معمولی واکنش نشان می دهند و بنابراین به روان کننده های مبتنی بر سیلیکون یا سایر روان کننده های غیر واکنشی نیاز دارند.

اگرچه یک چرخ دنده حلزونی در مقایسه با یک مجموعه چرخ دنده استاندارد همیشه عوارض کمی دارد، اما به راحتی می تواند یک قطعه کارآمد و قابل اعتماد باشد. با کمی توجه به راه اندازی و انتخاب روان کننده، چرخ دنده های حلزونی می توانند خدمات قابل اعتماد و همچنین هر نوع دنده دیگری را ارائه دهند.

ریدینگ مرتبط
ری تیبو. “روغنکاری چرخ دنده های کرم”. مجله ماشین آلات روغن کاری . مه-ژوئن ۲۰۰۱٫