روش روانکاری چرخ دنده های حلزونی : از بین انواع مختلف پیکربندی چرخ‌دنده، سیستم‌های چرخ‌دنده حلزونی (Worm drive) یکی از مشکل‌سازترین‌ها در نظر گرفته میشود زیرا به دلیل طراحی متمایز خود چالش‌های روانکاری منحصر به فردی به دنبال دارد. برای غلبه بر این چالش‌ها، نه تنها باید پیچیدگی‌های چرخ‌دنده‌های حلزونی را درک کنید، بلکه باید به هنگام انتخاب روان‌کننده دنده حلزونی به ویژگی‌های خاصی توجه کنید. با روغن سیتی همراه باشید تا به روش صحیح روانکاری چرخ‌دنده‌های حلزونی بپردازیم.
مفاهیم اساسی و ابعاد چرخ دندهها:
- دایره گام (قطر گام): تمام محسابات بر اساس قطر گام انجام میگیرد.دوایر گام یک جفت چرخ دندۀ درگیر، همیشه مماس بر هم هستند.
- گام: فاصله بین فضای خالی بین دو دنده و ضخامت یکی از دندانه ها بر روی دایره گام که گام دنده نام دارد و به اختصار با p نشان داده میشود.
- مدول: نسبت قطر دایره گام هر چرخ دنده بر حسب میلیمتر بر تعداد دندانۀ چرخ دنده.
- ارتفاع دندانه: اندازه سردنده، فاصله شعاعی بین سطح نوک دنده تا دایره گام است و اندازه پای دنده، فاصله شعای بین سطح پایین دنده تا دایره گام است. مچو اندازه سردنده با پایدنده، ارتفاع دندانه را تشکیل میدهد.
- دایره لقی دندانه: دایره مماس بر دایره سر چرخ دنده درگیر.
- لقی سردنده: تفاوت اندازه پایدنده با اندازه سردنده درگیر با آن.
کاربردها
-
- در کلیه ماشنهای فلزتراشی و ابزارتراشی از قبیل : ماشینهای تراش، صفحه تراش، ماشینهای فرز و …
- انواع گیربکسها
- کلیه وسایط نقلیه و خودروهای کوچک و بزرگ
- انواع تراکتورها، تراکتورهای کشاورزی، خاکبرداری و ماشین آلات جاده سازی
- دستگاههای بالا برنده، ماشین آلات نیرو (توربینها، جرثقیلها )
- و ……
چرخنده ها بر حسب نوع کارکرد، انواع مختلفی دارند:
- چرخ دندههای شانهای
- چرخ دندههای ساده
- چرخ دندههای ساده داخلی
- چرخ دندههای مخروطی
- چرخ دندههای حلزونی
- چرخ دندههای جناقی
انتخاب روغن روانکاری چرخ دنده های حلزونی
روغن روان کننده مورد استفاده برای کاهنده دنده حلزونی باید دارای ویژگی های زیر باشد:
1. عملکرد روانکاری مناسب می تواند سایش چرخ دنده های حلزونی را کاهش دهد و عمر مفید کاهنده را افزایش دهد.
2. عملکرد آنتی اکسیدانی خوب و پایداری حرارتی، قابل استفاده برای مدت طولانی در محیط های با دمای بالا.
3. عملکرد آب بندی خوب، که می تواند از ورود ناخالصی های خارجی به داخل کاهنده و تأثیر استفاده از آن جلوگیری کند.
4. عملکرد تبخیر پایین، جلوگیری از تبخیر روغن و اطمینان از کاهش بیش از حد حجم روغن در اثر تبخیر.
چالش‌های روانکاری چرخ دنده های حلزونی
طرح‌های درایو کرم یک اشکال عمده دارند: حرکت نسبی بین دندان‌های دو عنصر تقریباً به طور کامل کشویی است. این یک چالش مهم است زیرا روان‌کننده به طور مداوم کنار گذاشته میشود. تلفات اصطکاک لغزشی منجر به افزایش دما و توسعه فشار هیدرودینامیکی ناکافی میشود. در نتیجه، تولید زباله‌های سایش می‌تواند افزایش یابد. در بسیاری از موارد، قبل از رسیدن به محدودیت‌های بارگذاری، دمای بالاتر عامل محدود‌کننده درایو کرم خواهد بود. توزیع بار طرح‌های دندههای پوششی می‌تواند این مشکل را کاهش دهد، اما چالش همچنان پابرجا است.
همچنین به دلیل ماهیت لغزنده درایو کرم، معمولاً از فلزاتی با ضریب اصطکاک پایین استفاده میشود. چرخ کرم معمولاً حاوی فلزات زرد رنگ است، در حالی که کرم معمولاً از فولاد ساخته شده است. این منجر به ویژگی‌های سایش مطلوب‌تر، توانایی بارگذاری بهتر و تولید گرمای کمتری میشود که در سایر ترکیبات فلزی یافت نمی‌شود.اما فلزات زرد رنگی مانند برنز که روی چرخ کرم استفاده میشود می‌توانند چالش‌های روانکاری منحصر به فردی را هنگام انتخاب یک بسته افزودنی سازگار ایجاد کنند.
عوامل موثردر آسیب دیدن یا شکستن چرخ دندهها:
- شکستگی ناگهانی در مقطع دنده
- شکستگی در اثر خوردندگی و خرابی سطح دنده
- انتخاب غلط جنس چرخ دندهها
- طراحی غلط و نادرست
- بارگیری زیاد در اثر عوامل خارجی
- بارگیری زیاد در اثر عوامل داخلی
- فشارهای اصلی (اولیه)
- آبکاری غلط
- سخت کردن غلط سطح دندههای چرخ دنده
- سنگ زدن غیر صحیح و نادرست منحنیهای دندانهها
- روغن کاری نامناسب
- ایجاد حرارت بیش از حد در هنگام کار آنها
راه‌حل‌های روانکاری چرخ دنده های حلزونی
طرح‌ها و مواد چرخ‌دنده در طول سال‌ها برای دستیابی به قابلیت حمل بار بهتر، تبدیل گشتاور بالاتر و طول عمر بهبود یافته مدرن شده‌اند. پلتفرم‌های پیچیده آزمایش و روش‌های کامپیوتری، درک بهتری از حالت‌های خرابی درایو کرم و سرنخ‌هایی برای بهینه‌سازی راه‌حل‌ها ارائه کرده‌اند. روان‌کننده‌ها نیز از این پیشرفت‌ها مستثنی نیستند. به طور کلی، یک روان‌کننده درایو با کیفیت بالا دارای اصطکاک کم، مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون، محافظت خوب در برابر سایش و شاخص ویسکوزیته بالا خواهد بود.
روغن پایه مناسب
در حالی که استفاده از روان‌کننده‌های فرموله شده با روغن معدنی در درایوهای کرم کاملاً رایج است اما استفاده از روغن‌های پایه مصنوعی به طور کلی منجر به بهبود راندمان دنده و دمای عملیاتی پایین‌تر میشود. این نکته را فراموش نکنید که به ازای هر افزایش 10 درجه سانتی‌گراد در دمای متوسط روغن، واکنش‌های شیمیایی دو برابر میشود.
راندمان انتقال انرژی ورودی و خروجی سیستم دنده را می‌توان به طور قابل توجهی تحت تأثیر روانکار انتخابی قرار داد. پلی آلکیلن گلیکول (PAGs) اگر چه انتخاب مناسبی به شمار می‌روند اما دارای معایبی هستند که مهمترین آنها هزینه بالاتر است. آنها همچنین با برخی از مواد مهر و موم، پلاستیک و پوشش‌های رنگ سازگار نیستند، بنابراین همیشه هنگام تغییر به PAG سازگاری را تأیید کنید.
افزودنی‌های مناسب
یکی از مهمترین وظایف یک افزودنی روغن دنده، ایجاد یک مانع محافظ بین سطوح تماس است. یک بسته افزودنی برای روان‌کننده در یک کرم درایو باید با دقت انتخاب شود، زیرا فلزات زرد رنگی که اغلب در چرخ‌های کرم وجود دارند می‌توانند تحت تأثیر خوردگی ناشی از گوگرد فعال در افزودنی فشار شدید (EP) قرار گیرند، به ویژه در حضور حرارت. با این وجود، پیشرفت در تشکیل مواد افزودنی با گوگرد غیرفعال به کاهش یا حذف این حملات خورنده کمک کرده است.
درایوهای کرم می‌توانند یک چالش روانکاری مرزی منحصر به فرد را ارائه دهند. در این کاربردها می‌توان از نوع خاصی از روان‌کننده بر پایه مواد معدنی ترکیبی استفاده کرد. این روان‌کننده با حداکثر 10 درصد اسید چرب (روغن طبیعی) یا پیه (چربی حیوانی) بدون اسید همراه با بازدارنده‌های زنگ‌زدگی و اکسیداسیون و سایر مواد افزودنی فرموله شده است. این فرمولاسیون منجر به بهبود روانکاری، کاهش اصطکاک و کاهش سایش لغزشی میشود.
ویسکوزیته مناسب
جدا از دمای محیط و عملکرد، ویسکوزیته صحیح به چندین متغیر نهایی، از جمله سرعت خط، فاصله مرکز و دور در دقیقه بستگی دارد. دما تأثیر قابل توجهی بر روانکاری موثر دارد. نه تنها روانکار و طول عمر دستگاه به طور منفی تحت تأثیر دماهای بالاتر قرار می‌گیرند، بلکه به ویژه درایوهای کرم با افزایش دما مشکل دارند. در نتیجه، اگر دمای بالاتری انتظار می‌رود، باید جایگزین‌های موثرتری برای روغن‌های پایه و افزودنی‌ها انتخاب شود. روغن‌های مصنوعی مانند PAO و PAG به دلیل مقاومت طبیعی بالاتر در برابر تخریب حرارتی، عملکرد بهتری نسبت به روغن‌های معدنی دارند.
سطح روغن مناسب
مانند بسیاری از سیستم‌های دنده روغنکاری شده، سطح روغن در یک درایو کرم برای حفظ دقت ضروری است. بسته به موقعیت کرم نسبت به چرخ، افت کوچک در سطح روغن می‌تواند تفاوت بین روغنکاری ایده‌آل و عدم روغنکاری مناسب باشد. هنگام نظارت بر سطح روغن توصیه‌های سازنده را رعایت کنید، که اغلب مطابق با استانداردهای عمق غوطه‌وری روغن است. هنگامی که سرعت خط حرکت عناصر کرم از 10 متر در ثانیه فراتر رود، به ویژه با درایوهای کرم دوپوش، یک سیستم روانکاری تغذیه اجباری برای اسپری کردن کل کرم توصیه میشود.
بازرسی‌های بصری صحیح
علاوه بر نظارت بر سطح روغن، یک شیشه دید باید به عنوان پنجره‌ای به وضعیت روغن در نظر گرفته شود. شیشه دید به بررسی‌های بصری برای تیره شدن غیرمعمول روغن (نشانه ای از اکسیداسیون)، لجن قابل مشاهده، ذرات جامد و رطوبت کمک می‌کند. این بازرسی‌ها زمانی که شیشه دید از محفظه چرخ‌دنده خارج میشود، می‌توانند کارآمدتر انجام شوند تا نور بتواند از آن عبور کند. در صورت امکان، باید از یک کاسه آب و رسوب زیرین (bottom sediment and water bowl ) نیز استفاده شود. این نکته به جذب ذرات جامد یا مایعات سنگین‌تر از روغن کمک می‌کند و یک نقطه بازرسی بصری روزانه را فراهم می‌آورد.
