ทำความเข้าใจเกี่ยวกับแบ็คแลชในเฟืองและข้อต่อ

อุปกรณ์

Portable balancer & Vibration analyzer Balanset-1A

$2,358.31

อะไหล่

Vibration sensor

$107.47

อะไหล่

Optical Sensor (Laser Tachometer)

$148.07

อุปกรณ์

Balanset-4

$8,123.32

อะไหล่

Magnetic Stand Insize-60-kgf

$54.93

อะไหล่

Reflective tape

$11.94

อุปกรณ์

Dynamic balancer “Balanset-1A” OEM

$2,071.73

คำจำกัดความ: Backlash คืออะไร?

ปฏิกิริยาตอบโต้ (เรียกอีกอย่างว่า lash หรือ play) คือระยะห่างหรือช่องว่างระหว่างชิ้นส่วนที่ประกบกันในระบบขับเคลื่อนเชิงกล โดยทั่วไปมักหมายถึงระยะห่างเชิงสัมผัสระหว่างฟันเฟืองที่ประกบกันเมื่อเฟืองตัวหนึ่งหยุดนิ่งและเฟืองที่ประกบกันหมุนไปมา ระยะห่างนี้แสดงถึง “การเคลื่อนที่ที่สูญเสียไป” หรือระยะฟรีเพลย์ในระบบ ซึ่งคือระยะทางที่เฟืองขับเคลื่อนสามารถหมุนได้ก่อนที่จะเข้าเกียร์ที่ถูกขับเคลื่อนในทิศทางตรงกันข้าม.

ระยะฟันกลับ (backlash) เป็นสิ่งจำเป็นและตั้งใจ เพื่อสร้างพื้นที่สำหรับการหล่อลื่น รองรับการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และป้องกันการยึดติดของฟัน อย่างไรก็ตาม ระยะฟันกลับที่มากเกินไปจากการสึกหรอจะก่อให้เกิดแรงกระแทก เสียงรบกวน ความผิดพลาดในการวางตำแหน่ง และ การสั่นสะเทือน ปัญหาต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องจักรความแม่นยำและการใช้งานระบบขับเคลื่อนแบบย้อนกลับ.

วัตถุประสงค์ของการตอบโต้

ฟังก์ชั่นที่จำเป็น

• พื้นที่หล่อลื่น: ช่วยให้ฟิล์มหล่อลื่นก่อตัวระหว่างฟัน
• การขยายตัวทางความร้อน: รองรับการยืดฟันเฟืองตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น
• ความคลาดเคลื่อนในการผลิต: ช่วยให้ประกอบได้แม้จะมีความแตกต่างระหว่างฟันเพียงเล็กน้อย
• ป้องกันการผูกมัด: รับประกันว่าฟันจะไม่ติดขัดภายใต้แรงกดหรือความร้อน

ค่าการสะท้อนกลับโดยทั่วไป

• เกียร์แม่นยำ: 0.05-0.15 มม. (0.002-0.006 นิ้ว)
• เกียร์อุตสาหกรรม: 0.2-0.8 มม. (0.008-0.030 นิ้ว)
• เครื่องจักรกลหนัก: 1.0-3.0 มม. (0.040-0.120 นิ้ว)
• กฎหลัก: 0.04-0.08% ของระยะศูนย์กลางสำหรับเกียร์อุตสาหกรรม

วิธีการวัด

การวัดโดยตรง

• วิธีวัดฟิลเลอร์เกจ: ใส่เกจวัดระยะระหว่างฟันที่เส้นพิทช์
• วิธีการหมุนตัวบ่งชี้: ยึดเกียร์หนึ่งไว้ หมุนเกียร์อื่นไปมา วัดระยะเคลื่อนที่ที่เส้นพิทช์
• การวัดพิกัด: การวัดความแม่นยำของเฟืองทั้งสองตัว คำนวณค่าการสะท้อนกลับเชิงทฤษฎี
• เกจวัดการตีกลับ: เครื่องมือเฉพาะทางสำหรับการผลิตหรือการตรวจสอบ

การประเมินการดำเนินงาน

• ฟังเสียงสั่นหรือเสียงดังกึกก้อง (เสียงสะท้อนกลับมากเกินไป)
• สังเกตการเคลื่อนที่ของเพลาเมื่อโหลดย้อนกลับ
• วัดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งในระบบเซอร์โว
• การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนที่แสดงรูปแบบที่เกี่ยวข้องกับการกระแทก

ปัญหาจากการตอบโต้ที่มากเกินไป

การรับแรงกระแทกและการสั่นสะเทือน

• เมื่อโหลดกลับด้าน ฟันจะแยกออกจากกันและกระทบ
• สร้างแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือนแบบฉับพลัน
• ความถี่ที่อัตราการกลับโหลด
• เร่งการล้าและการสึกหรอของฟันเฟือง
• ก่อให้เกิดเสียงเคาะหรือเสียงกระแทกอันเป็นเอกลักษณ์

ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่ง

• ในระบบเซอร์โวหรืออุปกรณ์กำหนดตำแหน่ง แบ็คลัชจะสร้าง "โซนตาย"“
• เพลาส่งออกไม่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงอินพุตเล็กน้อย
• ข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งเท่ากับปริมาณการตีกลับ
• สำคัญสำหรับเครื่องมือเครื่อง CNC หุ่นยนต์ เครื่องมือวัดความแม่นยำ

เสียงรบกวน

• เสียงกระทบจากฟันที่กระทบกันระหว่างความผันผวนของน้ำหนัก
• มีปัญหาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในแอปพลิเคชันที่มีโหลดแปรผัน
• แย่ลงเมื่อแรงสะท้อนกลับเพิ่มขึ้นจากการสึกหรอ

ลดความแข็งของระบบ

• ปฏิกิริยาตอบโต้ทำให้เกิดการปฏิบัติตามในระบบส่งกำลัง
• ลดความแข็งของแรงบิดที่มีประสิทธิภาพ
• ส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบควบคุม
• อาจทำให้เกิดความไม่เสถียรในระบบควบคุมป้อนกลับ

สาเหตุของการตอบโต้ที่มากเกินไป

การสึกหรอตามปกติ

• ด้านข้างของฟันสึกหรอจากการสัมผัสแบบเลื่อน
• ปฏิกิริยาตอบโต้เพิ่มขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไปในช่วงหลายปีที่ผ่านมา
• โหมดการสึกหรอที่คาดหวังในทุกเกียร์
• อัตราขึ้นอยู่กับภาระ การหล่อลื่น ความสะอาด

การสึกหรอที่เร่งขึ้น

• การปนเปื้อนของสารกัดกร่อน: อนุภาคที่ทำหน้าที่เป็นสารประกอบทับซ้อน
• การหล่อลื่นไม่เพียงพอ: การสัมผัสขอบทำให้การสึกหรอเร็วขึ้น
• การโอเวอร์โหลด: การรับน้ำหนักฟันมากเกินไป
• การจัดตำแหน่งที่ไม่ถูกต้อง: การสึกหรอแบบเข้มข้นจากการโหลดขอบ

ข้อผิดพลาดในการออกแบบหรือการติดตั้ง

• การระบุระยะศูนย์กลางไม่ถูกต้อง
• การจับคู่เกียร์ผิด (โปรไฟล์ไม่ตรงกัน)
• การขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่ได้รับการพิจารณาอย่างเพียงพอ
• ความคลาดเคลื่อนในการผลิตหลวมเกินไป

การวินิจฉัยการสั่นสะเทือน

ลักษณะการสั่นสะเทือน

• ผลกระทบ: แรงกระตุ้นที่แหลมคมใน รูปคลื่นเวลา ที่การกลับทิศทางโหลด
• ฮาร์มอนิกหลายตัว: การโหลดแรงกระแทกกระตุ้นความถี่หลายความถี่
• ขึ้นอยู่กับโหลด: การสั่นสะเทือนจะแตกต่างกันไปตามการรับแรงบิด
• ส่วนประกอบที่ไม่ขึ้นกับความเร็ว: ความถี่ของการกระแทกขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของโหลด ไม่ใช่ความเร็วเพลา

การแยกแยะปฏิกิริยาตอบโต้จากปัญหาอื่น ๆ

• เทียบกับการสึกหรอของอุปกรณ์ทั่วไป: แรงสะท้อนกลับสร้างแรงกระแทก การสึกหรอสร้างความเรียบเนียนแต่ยกสูง จีเอ็มเอฟ
• เทียบกับการแตกหักของฟัน: ฟันหักทำให้เกิดแรงกระแทกหนึ่งครั้งต่อรอบการหมุน แรงสะท้อนกลับทำให้เกิดแรงกระแทกหลายครั้งต่อรอบการโหลด
• vs. ความหลวม: ระยะฟันเฟืองเกิดขึ้นภายในเฟือง ส่วนความหลวมเกิดขึ้นที่ตลับลูกปืนหรือตัวยึด

การแก้ไขและการจัดการ

วิธีการปรับแต่ง

• การลดระยะห่างจากศูนย์กลาง: เลื่อนเกียร์ให้ชิดกันมากขึ้น (หากปรับได้)
• การปรับชิม: ใช้ชิมเพื่อวางตำแหน่งเกียร์ให้ถูกต้อง
• เกียร์ป้องกันการตีกลับ: เกียร์แยกพร้อมสปริงช่วยขจัดการเล่น
• พรีโหลด: ใช้แรงกดเล็กน้อยเพื่อรักษาการสัมผัสของฟัน

การทดแทน

• เปลี่ยนเกียร์ที่สึกหรอเมื่อระยะฟันเฟืองเกินค่ามาตรฐาน
• เปลี่ยนเฟืองคู่ทั้งสองตัวเข้าด้วยกัน (สึกหรอพร้อมกัน)
• พิจารณาใช้วัสดุหรือสารเคลือบที่ได้รับการอัพเกรดเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ

การอำนวยความสะดวกในการปฏิบัติงาน

• หลีกเลี่ยงการย้อนกลับโหลดบ่อยครั้งหากเป็นไปได้
• ควบคุมอัตราการใช้โหลดเพื่อลดผลกระทบ
• ยอมรับการตีกลับบ้างตามปกติ (อย่าขันตาข่ายให้แน่นเกินไป)
• ในระบบเซอร์โว ชดเชยในซอฟต์แวร์ควบคุม

ระยะฟันเฟือง (Backlash) เป็นคุณสมบัติสำคัญของระบบขับเคลื่อนแบบเฟือง ซึ่งจะกลายเป็นปัญหาเฉพาะเมื่อมีระยะฟันเฟืองสูงเกินไป การทำความเข้าใจเกี่ยวกับข้อกำหนด การวัด และอาการของระยะฟันเฟืองสูงเกินไปอย่างถูกต้อง จะช่วยให้สามารถบำรุงรักษากระปุกเกียร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ กำหนดเวลาเปลี่ยนที่เหมาะสม และแก้ไขปัญหาการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวนในเครื่องจักรแบบเฟืองได้อย่างเหมาะสม.

---

← กลับสู่ดัชนีหลัก