มอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กประกอบด้วยมอเตอร์และเกียร์บ็อกซ์ โดยมอเตอร์เป็นแหล่งพลังงาน มีความเร็วสูงมาก แรงบิดต่ำมาก การหมุนของมอเตอร์จะถูกส่งไปยังเกียร์บ็อกซ์ผ่านฟันเฟือง (รวมถึงเฟืองตัวหนอน) ที่ติดตั้งอยู่บนเพลามอเตอร์ ดังนั้นเพลามอเตอร์จึงเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญมากชิ้นหนึ่งในมอเตอร์เกียร์ขนาดเล็ก
I. วัสดุของเพลามอเตอร์
การเลือกวัสดุเพลาควรพิจารณาถึงขนาดแรงบิด ความสามารถในการขึ้นรูป ความต้านทานการกัดกร่อน และคุณสมบัติการนำไฟฟ้าแม่เหล็กตามข้อกำหนดของมอเตอร์ วัสดุสามารถเลือกได้จากเหล็กกล้าคาร์บอนคุณภาพสูง เหล็กกล้าไร้สนิม เหล็กกล้าผสม เหล็กกล้าชุบแข็ง ฯลฯ วัสดุเพลามอเตอร์ที่ใช้กันทั่วไปมีดังต่อไปนี้
1. เหล็กกล้ามาตรฐานอเมริกัน 1141 และ 1144 วัสดุในประเทศที่ใกล้เคียงที่สุดคือเหล็กกล้าเบอร์ 45 ซึ่งเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมในปัจจุบัน ข้อเสียหลักคือเป็นสนิมง่าย ดังนั้นเมื่อใช้งานจึงจำเป็นต้องทาด้วยน้ำมันกันสนิมเพิ่มเติมเพื่อลดปัญหาการเกิดสนิม
2. เหล็กกล้าไร้สนิมมาตรฐานอเมริกัน 416 วัสดุที่ใกล้เคียงที่สุดในประเทศคือ Y1Cr13 แปรรูปได้ยาก ไม่เหมาะสำหรับการแปรรูปที่มีลักษณะซับซ้อน เช่น หัวเพลาที่มีเกลียว ราคาสูงกว่าเหล็กกล้า 45 แต่ถูกกว่า 303 และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากกว่า
3. เหล็กกล้าไร้สนิม American Standard 420 ซึ่งวัสดุในประเทศที่ใกล้เคียงที่สุดคือ 2Cr13 แปรรูปได้ยาก ไม่เหมาะสำหรับการแปรรูปที่มีลักษณะซับซ้อน เช่น หัวเพลาที่มีเกลียว มีราคาแพงกว่าเหล็กกล้า 45 แต่ถูกกว่า 416/303 และมีการใช้งานอย่างแพร่หลายมากกว่า
4. เหล็กกล้าไร้สนิม American Standard 431 วัสดุนี้ไม่ค่อยได้ใช้กันทั่วไป ส่วนใหญ่ใช้ในงานที่เกี่ยวข้องกับอาหาร สามารถสัมผัสกับอาหารได้
5. เหล็กกล้าไร้สนิม American Standard 303 มีราคาสูงกว่า มีคุณสมบัติเป็นวัสดุอ่อน และขึ้นรูปเป็นรูปทรงซับซ้อนได้ง่าย
II. รูปทรงของเพลามอเตอร์
ฟันเฟืองในมอเตอร์ขนาดเล็กและฟันเฟืองระดับแรกในเกียร์บ็อกซ์จะขบกันเพื่อส่งการเคลื่อนที่แบบหมุน ซึ่งจะสร้างแรงบิดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นความแน่นของฟันเฟืองและเพลามอเตอร์จึงมีความสำคัญมาก เมื่อพิจารณาความแน่นของฟันเฟืองและเพลามอเตอร์แล้ว เราไม่สามารถละเลยรูปทรงของเพลามอเตอร์ได้
รูปทรงของเพลามอเตอร์มีดังนี้
A. เพลาขนาดเบา เหมาะสำหรับงานที่มีภาระน้อยและแรงบิดต่ำ
B. เพลาแบนหรือเพลาทรงตัว D เหมาะสำหรับงานรับน้ำหนักปานกลาง
C. เพลาแบบมีร่องกันลื่น เหมาะสำหรับงานรับน้ำหนักปานกลาง
D. เพลาหมุนพร้อมร่องลิ่ม เหมาะสำหรับรับน้ำหนักมากและแรงบิดสูง
E. ปลายด้านส่งออกของเพลามอเตอร์เป็นแบบเฟืองตัวหนอน เพลามอเตอร์ชนิดนี้เป็นแบบพิเศษ ส่วนใหญ่ใช้สำหรับระบบขับเคลื่อนเฟืองตัวหนอนแบบเทอร์โบ
III. ข้อกำหนดด้านกระบวนการของเพลามอเตอร์
มอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กมอเตอร์มีอายุการใช้งานตามที่กำหนด และข้อกำหนดในกระบวนการผลิตของเพลามอเตอร์ก็ส่งผลต่ออายุการใช้งานของมอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กด้วยเช่นกัน
เทคโนโลยีการแปรรูปเพลามอเตอร์มีดังนี้
A. ความแม่นยำของขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพลาของมอเตอร์ค่อนข้างสูง สามารถทำได้ภายใน 0.002 มม.
B. เพื่อป้องกันสนิมและเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน พื้นผิวของเพลามอเตอร์มักจะถูกชุบด้วยนิกเกิลด้วยกระบวนการทางไฟฟ้า
ค. ความหยาบของพื้นผิวเพลาของมอเตอร์ก็มีความสำคัญมากเช่นกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อความแม่นยำในการประกอบเข้ากับฟันเฟืองของมอเตอร์
IV. การจำแนกประเภทเพลาขับลดความเร็ว
ตัวลดเกียร์แบ่งออกเป็นตัวลดเกียร์กำลังสูงและตัวลดเกียร์กำลังต่ำตามกำลัง เพลาส่งกำลังของตัวลดเกียร์ที่มีกำลัง รุ่น และคุณสมบัติแตกต่างกันก็แตกต่างกันด้วย และเพลาส่งกำลังของตัวลดเกียร์แบ่งออกเป็นเพลาส่งกำลังและเพลาป้อนเข้า ซึ่งหลักการทำงานของเพลาทั้งสองชนิดจะอธิบายโดยละเอียดด้านล่าง
1. เพลาส่งกำลัง
เพลาส่งกำลังคือเพลาที่เชื่อมต่อกับตัวลดเกียร์และกลไกการส่งกำลัง ความเร็วรอบของเพลาส่งกำลังจะช้ากว่ามาก โดยแบ่งตามวัสดุเป็นเพลาส่งกำลังโลหะและเพลาส่งกำลังพลาสติก และแบ่งตามรูปทรงเป็นเพลารูปตัว D ที่ปรับแต่งได้ เพลากลม เพลาแบนสองด้าน เพลาหกเหลี่ยม เพลาห้าเหลี่ยม เพลาสี่เหลี่ยม เป็นต้น
2. เพลาอินพุต
เพลาอินพุตเป็นเพลาส่งกำลังเชื่อมต่อระหว่างมอเตอร์ส่งกำลังและตัวลดเกียร์ ความเร็วและแรงบิดของเพลาอินพุตมีขนาดเล็ก เส้นผ่านศูนย์กลางของเพลา ปลายด้านหนึ่งของเพลาอินพุตสามารถลอดผ่านรูยึดและฝังเข้าไปในช่องยึดได้ เพลาอินพุตสามารถขบกับเฟืองในตัวเรือนยึดได้ มีช่องยึดเปิดอยู่ที่ปลายอีกด้านหนึ่งของเพลาอินพุต จากนั้นเพลาของมอเตอร์ตัวลดเกียร์จะถูกฝังเข้าไปในช่องยึด และใส่ลิ่มแบนระหว่างช่องลิ่มแบนกับเพลามอเตอร์เพื่อให้การเชื่อมต่อระหว่างเพลามอเตอร์และเพลาอินพุตเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วและมั่นคง ด้วยความร่วมมือระหว่างเพลาอินพุต ฐานยึด ช่องยึด และช่องลิ่มแบนดังกล่าวข้างต้น มอเตอร์เกียร์สามารถเชื่อมต่อกับเพลาอินพุตผ่านเพลามอเตอร์ได้อย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยให้การติดตั้งมอเตอร์เกียร์กับตัวเรือนยึดทำได้รวดเร็วและทำให้การขนถ่ายของพนักงานสะดวกยิ่งขึ้น
3. บทบาทและความแตกต่างของเพลาส่งกำลังของเกียร์ทดรอบ
ก. ถ่ายโอนพลังงานปริมาณหนึ่ง
B. การหมุนด้วยความเร็วสูงของเพลาขาเข้า และการหมุนด้วยความเร็วต่ำของเพลาขาออก เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการลดความเร็ว ภายใต้สมมติฐานที่ไม่คำนึงถึงแรงเสียดทาน เพลาขาเข้าและเพลาขาออกจะส่งกำลังเท่ากัน และกำลัง = แรงบิด * ความเร็ว นั่นคือ เมื่อกำลังเท่ากัน แรงบิดและความเร็วของเพลาขาเข้าจะสัมพันธ์กับความเร็ว ดังนั้นแรงบิดจึงน้อย จึงต้องใช้เพลาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า ในทางกลับกัน เมื่อความเร็วของเพลาขาออกต่ำ แรงบิดจึงมาก จึงต้องใช้เพลาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า
V. อะไรคือสาเหตุที่ทำให้ตลับลูกปืนของมอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กเกิดความร้อน?
มอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กในการใช้งานปกติ ตลับลูกปืนจะไม่เกิดความร้อนผิดปกติ หากตลับลูกปืนของมอเตอร์เกียร์ขนาดเล็กเกิดความร้อนสูงผิดปกติ มักมีสาเหตุดังต่อไปนี้
1. หากตลับลูกปืนของมอเตอร์ลดเกียร์ขนาดเล็กเสียหาย จะทำให้ตลับลูกปืนของมอเตอร์ร้อนจัด
2. จาระบีหล่อลื่นที่ปนเปื้อนด้วยอนุภาคผิดปกติหรือสิ่งแปลกปลอมบนตลับลูกปืน จะทำให้ตลับลูกปืนสึกหรอเร็วขึ้นและเกิดความร้อนสูงเกินไป
3. ปัญหาการขาดแคลนน้ำมันหล่อลื่นในแบริ่งมอเตอร์เกียร์ทดรอบขนาดเล็ก หากมอเตอร์อยู่ในสภาพนี้เป็นเวลานาน จะทำให้เกิดแรงเสียดทานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้แบริ่งร้อนจัด
4. หากคุณภาพของน้ำมันหล่อลื่นไม่ดีพอ มีความหนืดต่ำเกินไปหรือสูงเกินไป ประสิทธิภาพการหล่อลื่นจะลดลงจนทำให้ตลับลูกปืนร้อนผิดปกติ
5. ตลับลูกปืนและเพลาส่งกำลังของตัวลดเกียร์ขนาดเล็ก ฝาครอบปลายหลวมหรือแน่นเกินไป หากแน่นเกินไปจะทำให้ตลับลูกปืนเสียรูป หากหลวมเกินไปจะทำให้เกิดการเยื้องศูนย์และทำให้ตลับลูกปืนร้อนจัด
6. การติดตั้งตลับลูกปืนที่ไม่ถูกต้อง ทำให้เพลาทั้งสองไม่อยู่ในแนวเดียวกัน หรือวงแหวนรอบนอกของตลับลูกปืนไม่สมดุล ส่งผลให้ตลับลูกปืนทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ รับน้ำหนักได้น้อยลง และเกิดความร้อนสูงขึ้น
VI. สาเหตุพื้นฐานที่ทำให้มอเตอร์ขนาดเล็กเกิดการเบี่ยงเบนตามแนวแกนมีอะไรบ้าง?
1. กรณีแรกคือการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างเพลาและโรเตอร์ของมอเตอร์ขนาดเล็ก หากด้วยเหตุผลบางประการ รูแกนโรเตอร์และตำแหน่งแกนเพลาของมอเตอร์ขนาดเล็กมีช่องว่าง ซึ่งจะทำให้ตำแหน่งสัมพัทธ์ระหว่างแกนและเพลาของมอเตอร์ขนาดเล็กเปลี่ยนแปลงทั้งในแนวแกนและแนวรัศมี จะเกิดปรากฏการณ์เพลาบิดเบี้ยว ไม่เพียงเท่านั้น เนื่องจากการเคลื่อนที่ในแนวแกนของแกนโรเตอร์ ยังมีความเป็นไปได้สูงที่จะทำให้ฝาปิดปลายมอเตอร์ขนาดเล็กและปลายโรเตอร์เสียรูปทรงจากการเสียดสี หรือเกิดการกระเพื่อมที่ขดลวดสเตเตอร์
2. กรณีที่สองคือความเสียหายหรือการรั่วไหลของแผ่นรองปรับแกนมอเตอร์ขนาดเล็ก ในกระบวนการออกแบบและพัฒนามอเตอร์ขนาดเล็ก เราคำนึงถึงปัจจัยการขยายตัวทางความร้อนของวัสดุเป็นอย่างมาก ดังนั้นในแกนหมุนจึงอาจมีช่องว่างอยู่บ้าง ซึ่งจะนำไปสู่การบิดเบี้ยวของแกนหมุนโดยตรง ดังนั้นจึงใช้วิธีการโหลดแผ่นรองเพื่อแก้ไข หากแผ่นรองรั่วหรือคุณภาพของแผ่นรองไม่ดี จะทำให้เบรกแกนหมุนล้มเหลวและแกนหมุนบิดเบี้ยวได้
3. กรณีที่สามคือ การปรับแนวศูนย์กลางแม่เหล็กของสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์ขนาดเล็กโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้เกิดการคลาดเคลื่อน สภาวะที่เหมาะสมของมอเตอร์ขนาดเล็กคือ ศูนย์กลางแม่เหล็กของสเตเตอร์และโรเตอร์ต้องทับซ้อนกันอย่างสมบูรณ์ แต่ในทางปฏิบัติ การจัดแนวให้ทับซ้อนกันอย่างสมบูรณ์ระหว่างสเตเตอร์และโรเตอร์ของมอเตอร์ขนาดเล็กนั้นทำได้ยากกว่า ดังนั้น ในระหว่างการทำงานของมอเตอร์ขนาดเล็ก จะเกิดสถานการณ์ "การจัดแนว - การเบี่ยงเบน - การจัดแนว - การเบี่ยงเบน การเบี่ยงเบน ------" ดังนั้น กระบวนการปรับแนวอัตโนมัติจึงเกิดขึ้นซ้ำๆ และทำให้เกิดการเบี่ยงเบนตามแนวแกนได้
4. เมื่อเทียบกับมอเตอร์ขนาดเล็กที่มีใบพัดในตัวที่กำลังทำงาน กระบวนการระบายอากาศจะสร้างแรงตามแนวแกนที่สอดคล้องกันบนมอเตอร์ขนาดเล็ก หากการปรับสมดุลของใบพัดไม่ดี ก็จะนำไปสู่การเคลื่อนที่ตามแนวแกนของมอเตอร์ขนาดเล็กได้เช่นกัน
การเบี่ยงเบนแกนของมอเตอร์ขนาดเล็กจะทำให้เกิดแรงกระแทกหรือไม่?
กล่าวโดยสรุป หากมอเตอร์ขนาดเล็กมีการเบี่ยงเบนตามแนวแกน จะทำให้มอเตอร์สั่นสะเทือนผิดปกติ มีเสียงดัง ตลับลูกปืนหลุด ขดลวดไหม้ และลดอายุการใช้งาน เราสามารถเพิ่มตัวรองรับรูปทรงคลื่นเพื่อปรับความตึงของตลับลูกปืนที่ขอบด้านนอกของมอเตอร์ขนาดเล็ก และใช้ตะปูยึดฝาปิดเพื่อแก้ปัญหาการเบี่ยงเบนตามแนวแกนของมอเตอร์ขนาดเล็กได้
VII. วิธีการติดตั้งตลับลูกปืนของชุดเกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์?
มอเตอร์แบบเกียร์ทดรอบดาวเคราะห์ถูกนำไปใช้ในหลากหลายสาขา เช่น บ้านอัจฉริยะ ดังนั้นตลับลูกปืนของเกียร์ทดรอบขนาดเล็กนั้นมีการออกแบบอย่างไร?
โดยทั่วไปแล้ว เกียร์ทดรอบขนาดเล็กแบบดาวเคราะห์จะใช้เฟืองเกลียวที่มีแรงตามแนวแกนที่แน่นอน และแม้ว่าจะใช้เฟืองเกลียวคู่และเฟืองตรง ก็ต้องกำหนดตำแหน่งทิศทางตามแนวแกนด้วย ขนาดและทิศทางของแรงขบกันของเฟืองสามารถกำหนดได้ เพียงแค่กำหนดช่วงของแบริ่งและจุดที่แรงกระทำบนเพลาโดยการวาดแบบ ดังนั้นจึงสามารถเลือกแบริ่งได้ดังต่อไปนี้
1. ตลับลูกปืนทั่วไป ได้แก่ ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกลม ตลับลูกปืนลูกกลิ้งเรียวแถวเดียว ตลับลูกปืนลูกกลิ้งทรงกระบอกสองแถว ตลับลูกปืนเม็ดกลมสัมผัสสี่จุด ตลับลูกปืนเม็ดกลม เป็นต้น
2. ในการเลือกตลับลูกปืนเบื้องต้น ต้องพิจารณาขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของเพลาและขนาดรูของตลับลูกปืนด้วย ยิ่งความเร็วรอบของเพลาขาเข้าสูง ควรเลือกตลับลูกปืนที่มีขนาดรูเท่ากันแต่รับน้ำหนักได้มากกว่า และเนื่องจากเพลาตรงกลางมีแรงจากการทำงานของเฟืองสองคู่ที่กระทำต่อตลับลูกปืน ยิ่งแรงกระทำมากเท่าไหร่ จึงควรเลือกตลับลูกปืนที่มีขนาดรูเท่ากันแต่รับน้ำหนักได้มากกว่าเช่นกัน
3. เนื่องจากความเร็วรอบของเพลาส่งกำลังต่ำ และมีเพียงแรงจากการทำงานของเฟืองคู่หนึ่งที่กระทำต่อเพลาและแบริ่ง คุณสามารถเลือกใช้แบริ่งที่มีขนาดรูเท่ากันแต่รับน้ำหนักได้ปานกลางหรือน้อยกว่าได้ แต่เนื่องจากเพลาส่งกำลังและแกนหมุนของเครื่องจักรมีการเชื่อมต่อที่แข็งแรงและมีการกระแทกกัน จึงควรเลือกใช้แบริ่งที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักมากกว่า
VIII. อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เพลาในชุดเกียร์ของมอเตอร์เกียร์หัก?
ในการทำงานประจำวัน นอกเหนือจากปัญหาเรื่องความแม่นยำของชุดมอเตอร์เกียร์ทดกำลังที่ไม่ดี และเพลาเกียร์ทดกำลังหักแล้ว หากเพลาส่งกำลังของเกียร์ทดกำลังหัก อาจมีสาเหตุมากกว่าที่กล่าวมาข้างต้น
ประการแรก การเลือกประเภทที่ไม่ถูกต้องจะทำให้ตัวลดเกียร์มีแรงไม่เพียงพอ ผู้ใช้บางรายเข้าใจผิดคิดว่าตราบใดที่แรงบิดเอาต์พุตที่กำหนดของตัวลดเกียร์ที่เลือกนั้นเพียงพอต่อความต้องการใช้งานแล้ว ซึ่งในความเป็นจริงแล้วไม่ใช่เช่นนั้น เพราะแรงบิดเอาต์พุตที่กำหนดของมอเตอร์คูณด้วยอัตราส่วนลดเกียร์ ค่าของสายพานโดยหลักการแล้วจะต้องน้อยกว่าแรงบิดเอาต์พุตที่กำหนดของตัวลดเกียร์ที่คล้ายกันซึ่งมีตัวอย่างผลิตภัณฑ์ให้เลือก
ประการที่สอง ในขณะเดียวกันก็ต้องพิจารณาถึงความสามารถในการรับภาระเกินพิกัดของมอเตอร์ขับเคลื่อนและแรงบิดใช้งานจริงที่ต้องการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบางกรณีที่ต้องปฏิบัติตามแนวทางนี้อย่างเคร่งครัด ซึ่งไม่เพียงแต่เป็นการป้องกันเฟืองภายในตัวลดเกียร์เท่านั้น แต่ที่สำคัญที่สุดคือการป้องกันไม่ให้เพลาส่งกำลังของตัวลดเกียร์บิดงอ
วันที่โพสต์: 25 พฤศจิกายน 2022