Bánh răng và hộp số,
Phần 2: Hộp số
(Gearbox)
Ở phần 2 này, bảo dưỡng
cơ khí sẽ cùng các bạn tìm hiểu các nội dung sau đây:
1- Các loại hộp số,
2- Bôi trơn cho hộp số.
3- Các hư hỏng bánh răng và các nguyên nhân thường gặp.
Khi một ứng dụng truyền
động yêu cầu chuyển động quay cùng với sự thay đổi tốc độ và hoặc thay đổi
mô-men xoắn,
Hộp số được chế tạo thường
cung cấp giải pháp tối ưu.
Ưu điểm chính của việc
sử dụng hộp số để thay đổi tốc độ là cho phép truyền toàn bộ công suất ở các tốc
độ khác nhau.
Hộp số cũng cho phép trục
đầu vào và trục đầu ra theo các hướng khác nhau.
Các loại hộp số:
1: Hộp số đơn giản: Trong hộp số đơn giản, mỗi trục
chỉ có một bánh răng.
2: Hộp số ghép nhiều
bánh răng. Trong hộp số ghép, mỗi trục có nhiều hơn 1 bánh răng trên 1 trục.
3: Hộp số hoàn nguyên: Trong một hộp số hoàn nguyên, khi trục của bánh răng đầu tiên và cuối cùng là đồng tâm trục.
4: Hộp số ngoại luân hay hành tinh.
Trong hộp số ngoại luân
hay hành tinh, các trục dẫn của một số bánh răng không cố định mà quay quanh trục
của các bánh răng khác mà chúng ăn khớp với nhau.
Bôi trơn hộp số
Bôi trơn ELH Elasto Hydro dynamic:
Các bộ phận của máy như vòng bi và bộ truyền động
bánh răng hoạt động trong điều kiện Bôi trơn thủy động lực đàn hồi Elasto Hydro
dynamic (ELH).
EHL tạo ra một điều kiện trong đó màng rắn
"gần như" ngăn cách hai bề mặt răng ăn khớp.
Nếu các điều kiện vận hành, chẳng hạn như tốc
độ, tải trọng và nhiệt độ không bị vượt quá cho 1 ứng dụng cụ thể, tiếp xúc trực
tiếp giữa các bề mặt có thể không bao giờ xảy ra do đặc tính đáng chú ý này của
chất bôi trơn.
Xem thêm nguyên lý bôi trơn ELH ở video về vòng bi.
Phụ gia áp suất cực cao hay phụ gia EP, là chất phụ
gia cho chất bôi trơn có vai trò giảm sự mài mòn của các bộ phận của bánh răng
chịu được áp suất rất cao
Các chất phụ gia EP,
bao gồm:
Clo, Kali bo rát, Lưu
huỳnh phốt pho.
Phụ gia EP được kích hoạt
bằng cách tăng nhiệt độ đáng kể khi có xảy ra tiếp xúc kim loại bất thường và
phản ứng với bề mặt kim loại để tạo thành một lớp màng hy sinh cùng tinh
eutectic.
Màng được hình thành do
phản ứng phụ gia EP có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của bề mặt
răng bánh răng, do đó có thuật ngữ cùng tinh eutectic và màng này bảo vệ bề mặt
răng bánh răng khỏi bị hư hại thêm hoặc nó sẽ điền vào vi trí nhấp nhô trên bề mặt
răng.
LỰA CHỌN CHẤT BÔI TRƠN
CHO BÁNH RĂNG
Chất bôi trơn được chọn cho bộ truyền động bánh răng kín (hộp số) phụ thuộc vào một số
yếu tố sau:
Loại bánh răng.
Tốc độ, vận tốc.
bề mặt hoàn thiện của
răng hoặc bánh răng.
Tỉ số truyền
Đặc tính tải.
Điều kiện vận hành.
Ngoài các khuyến nghị về
chất bôi trơn bánh răng chung này, bạn có thể thu thập các thông số kỹ thuật và
khuyến nghị chi tiết hơn về chất bôi trơn bằng cách tham khảo tiêu chuẩn
9005-D94 của Hiệp hội các nhà sản xuất bánh răng Hoa Kỳ (AGMA).
Dầu bôi trơn cần đáp ứng các điều kiện vận hành của
bộ truyền động bánh răng kín:
Nhiệt độ:
Nói chung không bao giờ
vượt quá 87,8 độ – 93,3 độ C.
Vận hành tốt nhất:
trong phạm vi 50 độ – 60 độ C.
Đối với nơi có điều kiện
vận hành ở nhiệt độ cao:
Dầu có độ nhớt thấp hơn
với độ ổn định oxy hóa tốt có thể được xem xét.
Có lắp đặt bộ làm mát dầu.
Chất bôi trơn gốc tổng
hợp poly alpha olefin (PAO) cũng có thể được xem xét. Poly alpha olefin là loại
dầu gốc tổng hợp phổ biến nhất được sử dụng trong các chất bôi trơn công nghiệp
và ô tô.
Các tiêu chí lựa chọn chất bôi trơn cho truyền động bánh
răng kín như sau:
Chọn độ nhớt đúng ở nhiệt
độ hoạt động.
Tính chảy loãng ở nhiệt
độ thấp đủ để đảm bảo lưu thông thích hợp ở nhiệt độ khởi động thấp nhất biết
trước.
Độ bền oxy hóa tốt, khả
năng tách nước nhanh chóng, có đặc tính chống gỉ tốt.
Lượng chất phụ gia chống
mài mòn hoặc phụ gia áp suất cực cao (EP) chính xác tùy thuộc vào ứng dụng của
hệ thống bánh răng.
Khả năng tương thích với
vật liệu làm kín được sử dụng trên trục đầu vào và đầu ra để loại bỏ (hoặc giảm)
rò rỉ dầu (nhôm, thép hay cao su, v.v..).
Bôi trơn cho truyền động bánh răng hở:
Bộ truyền động bánh
răng lớn, tốc độ chậm hoạt động ở tốc độ dưới 100 vòng trên phút được bôi trơn
dưới dạng bánh răng hở, có bao che bảo vệ để tránh bụi bẩn, nước và vật lạ xâm
nhập.
XỬ LÝ SỰ CỐ
Do tiếp xúc trượt và
lăn liên tục giữa các răng cặp bánh răng ăn khớp, nên có thể hiểu đơn giản là
50% sự cố của bánh răng là do bôi trơn không đúng cách, tải bánh răng không
chính xác hoặc một số điều kiện liên quan đến bôi trơn hoặc tải.
Các dạng hư hỏng phổ biến:
Nứt gãy: 61,2%
Mỏi bề mặt răng: 20,3%
Mài mòn: 13,2%
Chảy dẻo 5,3%
Nguyên nhân hư hỏng phổ
biến:
Do Điều kiện vận hành: 74,4%
Do lỗi Xử lý nhiệt:16,2%
Do lỗi Thiết kế: 6,9%
Do lỗi Chế tạo: 1,4%
Do lỗi Vật liệu: 0,8%
THEO DÕI TÌNH TRẠNG
Nhân viên bảo trì phải
thường xuyên áp dụng các công nghệ bảo dưỡng dự đoán, chẳng hạn như phân tích độ
rung và phân tích dầu, để theo dõi tình trạng bộ truyền động bánh răng và phải
bao gồm việc giám sát tình trạng thường xuyên sau đây:
Lắng nghe tiếng ồn bất
thường.
Theo dõi nhiệt độ hoạt
động.
Kiểm tra tắc ống thở và
tắc bộ lọc dầu.
Xác định xem dầu bôi
trơn có bị nhiễm bẩn (nước hay vật lạ) trong bộ truyền động bánh răng hay
không.
Xác định xem quá trình
oxy hóa của chất bôi trơn bánh răng có đang phát triển hay không. (Quá trình
oxy hóa là phản ứng chủ yếu nhất của chất bôi trơn trong quá trình sử dụng. Nó
là nguyên nhân gây ra nhiều vấn đề - bao gồm tăng độ nhớt, tạo vanish, tạo cặn,
cạn kiệt phụ gia, hỏng dầu gốc, tắc bộ lọc, mất kiểm soát bọt, tăng chỉ số
axit, hình thành rỉ sét và ăn mòn. Vì vậy, hiểu và kiểm soát quá trình oxy hóa
là ưu tiên).
CÁC HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP Ở TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG VÀ CÁC
NGUYÊN NHÂN
1. Rỗ mặt răng hay mỏi
tiếp xúc (Gear pitting)
Mỏi tiếp xúc gây
ra bởi ứng suất tiếp xúc thay đổi có chu kỳ ứng suất lặp lại gây ra các vết nứt
bề mặt và tách các mảnh kim loại ra khỏi bề mặt tiếp xúc của răng.
Bánh răng trên hình cho
thấy bằng chứng về sự rỗ, tạo rãnh và mòn xước ở răng và trên vòng chia bánh
răng. Lưu ý có sự nhiễm bẩn gần chân răng như hình.
Bôi trơn thủy động lực đàn hồi Elasto Hydro dynamic (ELH).
Trả lờiXóaEHL tạo ra một điều kiện trong đó màng rắn "gần như" ngăn cách hai bề mặt răng ăn khớp.