Làm thế nào để tối ưu hóa khả năng kiểm soát tiếng ồn và độ chính xác xử lý bánh răng của động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn ốc dòng K?

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn ốc dòng K được sử dụng rộng rãi nhờ hiệu suất truyền động ổn định và hiệu quả. Tuy nhiên, vấn đề tiếng ồn trong quá trình vận hành động cơ và độ chính xác xử lý bánh răng ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ của thiết bị. Việc nghiên cứu sâu về các phương pháp tối ưu hóa độ chính xác xử lý bánh răng và kiểm soát tiếng ồn có ý nghĩa rất lớn trong việc cải thiện hiệu suất toàn diện của động cơ giảm tốc dòng K.
​

1. Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tiếng ồn: độ chính xác của việc chia lưới bánh răng, lựa chọn ổ trục và độ cứng của vỏ

(I) Vai trò chính của độ chính xác chia lưới bánh răng

Độ chính xác của việc chia lưới bánh răng là một trong những yếu tố cốt lõi ảnh hưởng đến tiếng ồn của Động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn K series . Khi có lỗi bước và lỗi hình dạng răng trong bánh răng, sẽ dẫn đến sự dao động tỷ số truyền tức thời khi cặp bánh răng ăn khớp trong quá trình vận hành. Sự dao động này sẽ tạo ra các tải trọng tác động định kỳ, từ đó sẽ gây ra rung động và tiếng ồn. Ví dụ, nếu sai số bước tích lũy của bánh răng quá lớn, tần số va chạm chia lưới giữa các bánh răng sẽ tăng đáng kể ở tốc độ cao, tạo thành tiếng ồn tần số cao, ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường vận hành thiết bị. Ngoài ra, độ chính xác tiếp xúc của bánh răng cũng rất quan trọng. Tiếp xúc kém sẽ gây ra sự tập trung ứng suất cục bộ, điều này không chỉ làm bánh răng bị mòn nặng hơn mà còn tạo ra rung động và tiếng ồn bất thường. ​
(II) Ảnh hưởng quyết định của việc lựa chọn vòng bi ​
Là bộ phận quan trọng hỗ trợ các bộ phận quay nên việc lựa chọn vòng bi ảnh hưởng trực tiếp đến độ ồn của động cơ. Các loại vòng bi khác nhau có đặc tính ma sát và rung động khác nhau trong quá trình hoạt động. Mặc dù ổ lăn có hiệu suất truyền động cao nhưng nếu không được lựa chọn hợp lý thì sự va chạm, ma sát giữa các phần tử lăn và mương bên trong sẽ tạo ra tiếng ồn. Ví dụ, vòng bi rãnh sâu phù hợp với điều kiện tải trọng hướng tâm nói chung, nhưng nếu chúng được sử dụng trong tình huống tải trọng dọc trục lớn, nó sẽ gây ra lực không đồng đều bên trong ổ trục, dẫn đến tăng thêm độ rung và tiếng ồn. Mặc dù vòng bi trượt hoạt động tốt ở tốc độ thấp và tải nặng nhưng chúng cũng có thể gây rung và ồn ở tốc độ cao do tính không ổn định của màng dầu bôi trơn. ​
(III) Vai trò quan trọng của độ cứng nhà ở ​
Độ cứng của vỏ động cơ có ảnh hưởng quan trọng đến việc truyền tiếng ồn và kiểm soát độ rung. Nếu độ cứng của vỏ không đủ, trong quá trình hoạt động của động cơ, độ rung do bánh răng và ổ trục tạo ra sẽ được khuếch đại và truyền qua vỏ, từ đó làm trầm trọng thêm vấn đề tiếng ồn. Ví dụ, khi lớp vỏ có thành mỏng chịu tải trọng động lớn, nó dễ bị biến dạng, khiến vị trí tương đối của các bộ phận bên trong động cơ bị thay đổi, càng làm điều kiện ăn khớp bánh răng xấu đi và làm tăng tiếng ồn. Ngoài ra, tần số tự nhiên của vỏ cũng liên quan chặt chẽ đến tiếng ồn. Khi tần số rung do hoạt động của động cơ tạo ra gần với tần số tự nhiên của vỏ sẽ gây ra hiện tượng cộng hưởng và làm tăng đáng kể độ ồn. ​

2. Phương pháp giảm tiếng ồn: thiết kế giảm rung, sửa đổi bề mặt răng và tối ưu hóa bôi trơn​

(I) Ứng dụng thiết kế giảm rung​
Để giảm tiếng ồn của động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn K series, thiết kế giảm rung là một phương tiện quan trọng. Trong quá trình lắp đặt động cơ, có thể sử dụng nền đàn hồi và miếng đệm cách ly rung. Nền đàn hồi có thể hấp thụ năng lượng rung trong quá trình hoạt động của động cơ và giảm sự truyền rung động đến nền; tấm cách ly rung động cách ly đường truyền rung động giữa động cơ và bề mặt lắp đặt thông qua biến dạng đàn hồi của chính nó. Ví dụ, trong một số thiết bị chính xác có yêu cầu tiếng ồn cao, việc sử dụng miếng đệm cách ly rung cao su hoặc bộ cách ly rung lò xo có thể làm giảm hiệu quả tác động của rung động động cơ lên ​​toàn bộ thiết bị. Ngoài ra, trong thiết kế cấu trúc bên trong của động cơ, có thể thêm các giá đỡ giảm rung và các bộ phận giảm chấn. Giá đỡ giảm chấn có thể thay đổi đường truyền rung bên trong động cơ và phân tán năng lượng rung; bộ phận giảm chấn tiêu thụ năng lượng rung và giảm biên độ rung, từ đó đạt được mục đích giảm tiếng ồn. ​
(II) Công nghệ chỉnh sửa bề mặt răng​
Sửa đổi bề mặt răng là một cách hiệu quả để cải thiện hiệu suất chia lưới của bánh răng và giảm tiếng ồn. Sửa đổi bề mặt răng phổ biến bao gồm sửa đổi hình dạng răng và sửa đổi hướng răng. Việc sửa đổi biên dạng răng thay đổi vị trí bắt đầu và kết thúc chia lưới của bánh răng bằng cách cắt bớt phần trên và chân của bánh răng, từ đó giảm tác động và độ rung trong quá trình chia lưới bánh răng. Ví dụ, việc cắt tỉa thích hợp phần trên của răng bánh răng có thể tránh tiếp xúc với cạnh khi các bánh răng đi vào và ra khỏi ăn khớp, để tải trọng được truyền dần dần và trơn tru, do đó giảm tiếng ồn. Sửa đổi hướng răng là điều chỉnh hướng chiều rộng của răng để bù đắp cho sự tiếp xúc kém của bề mặt răng do lỗi sản xuất và lắp đặt. Thông qua việc điều chỉnh hướng răng, sự phân bố tải trọng của các bánh răng trong quá trình chia lưới có thể được đồng đều hơn, nồng độ ứng suất cục bộ có thể giảm, độ rung và tiếng ồn có thể giảm. ​
(III) Chiến lược tối ưu hóa bôi trơn​
Bôi trơn hợp lý là biện pháp quan trọng nhằm giảm ma sát giữa bánh răng và ổ bi, giảm tiếng ồn. Việc lựa chọn chất bôi trơn và phương pháp bôi trơn phù hợp là rất quan trọng để kiểm soát tiếng ồn của động cơ. Đối với động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn dòng K, nên chọn chất bôi trơn có đặc tính bôi trơn và chống mài mòn tốt tùy theo điều kiện làm việc của bánh răng và vòng bi. Ví dụ, trong điều kiện tốc độ cao và tải nặng, việc sử dụng chất bôi trơn có độ nhớt cao hơn có thể tạo thành màng dầu dày hơn, giảm ma sát và mài mòn của bánh răng và vòng bi một cách hiệu quả và giảm tiếng ồn. Đồng thời, tối ưu hóa phương pháp bôi trơn cũng có thể nâng cao hiệu quả giảm tiếng ồn. So với bôi trơn ngâm dầu truyền thống, việc sử dụng bôi trơn phun dầu hoặc bôi trơn phun dầu có thể cung cấp chất bôi trơn chính xác hơn đến các bộ phận ăn khớp của bánh răng và vòng bi, đảm bảo hiệu quả bôi trơn và giảm tiếng ồn do bôi trơn kém. ​

3. Kiểm soát độ chính xác xử lý bánh răng: tiêu chuẩn mài, xử lý nhiệt và thử nghiệm

(I) Quá trình mài bánh răng​
Mài bánh răng là một quá trình quan trọng để đảm bảo độ chính xác của quá trình xử lý bánh răng. Trong quá trình xử lý bánh răng của động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn ốc dòng K, công nghệ mài có độ chính xác cao có thể cải thiện hiệu quả độ chính xác của mặt cắt bánh răng và độ hoàn thiện bề mặt răng. Bằng cách sử dụng máy mài bánh răng CNC tiên tiến, các thông số mài như tốc độ bánh mài, tốc độ cấp liệu và độ sâu mài có thể được kiểm soát chính xác. Ví dụ, trong quá trình mài, việc điều chỉnh hợp lý các thông số mài của bánh mài có thể đảm bảo độ chính xác về hình dạng của bánh mài, từ đó xử lý hình dạng răng của bánh răng có độ chính xác cao. Ngoài ra, quá trình mài cũng có thể điều chỉnh hướng răng của bánh răng để cải thiện hơn nữa độ chính xác chia lưới của bánh răng. Đồng thời, trong quá trình mài, việc sử dụng chất làm mát thích hợp có thể làm giảm nhiệt độ mài một cách hiệu quả và giảm tác động của biến dạng nhiệt đến độ chính xác của bánh răng. ​
(II) Kiểm soát biến dạng xử lý nhiệt ​
Xử lý nhiệt là một quá trình quan trọng để cải thiện độ bền và khả năng chống mài mòn của bánh răng, nhưng vấn đề biến dạng trong quá trình xử lý nhiệt sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác xử lý của bánh răng. Để kiểm soát biến dạng xử lý nhiệt, cần bắt đầu từ các thông số của quá trình xử lý nhiệt và thiết kế cấu trúc phôi. Về các thông số quá trình xử lý nhiệt, việc kiểm soát hợp lý tốc độ gia nhiệt, thời gian giữ và tốc độ làm mát là chìa khóa. Ví dụ, việc sử dụng hệ thống gia nhiệt chậm và làm mát theo cấp độ có thể làm giảm ứng suất nhiệt bên trong bánh răng và giảm biến dạng. Về mặt thiết kế kết cấu phôi, việc tối ưu hóa hình dạng kết cấu của bánh răng để tránh các góc nhọn và kết cấu thành mỏng có thể giúp bánh răng chịu ứng suất đều hơn trong quá trình xử lý nhiệt và giảm biến dạng. Ngoài ra, sau khi xử lý nhiệt, biến dạng của bánh răng có thể được điều chỉnh bằng các phương pháp như làm thẳng để nâng cao hơn nữa độ chính xác của bánh răng.​
(III) Tiêu chuẩn và phương pháp kiểm tra​
Các tiêu chuẩn kiểm tra nghiêm ngặt và phương pháp kiểm tra tiên tiến là những đảm bảo quan trọng để đảm bảo độ chính xác của quá trình xử lý thiết bị. Đối với các bánh răng của động cơ giảm tốc bánh răng côn xoắn K series, các hạng mục cần kiểm tra bao gồm lỗi biên dạng răng, lỗi bước răng, lỗi hướng răng, độ hoàn thiện bề mặt răng, v.v. Hiện nay, các phương pháp kiểm tra thường được sử dụng là kiểm tra trung tâm đo bánh răng và kiểm tra dụng cụ đo ba tọa độ. Trung tâm đo bánh răng có thể đo nhanh chóng và chính xác các thông số khác nhau của bánh răng và tạo báo cáo kiểm tra chi tiết để làm cơ sở cho việc kiểm soát độ chính xác xử lý bánh răng. Dụng cụ đo ba tọa độ có thể đo chính xác kích thước ba chiều cũng như các sai số về hình dạng và vị trí của bánh răng, phù hợp để kiểm tra các hình dạng phức tạp và độ chính xác vị trí của bánh răng. Bằng cách thực hiện nghiêm túc các tiêu chuẩn kiểm tra, phát hiện và sửa chữa kịp thời các lỗi trong quy trình xử lý bánh răng, độ chính xác xử lý bánh răng có thể được cải thiện một cách hiệu quả và có thể đảm bảo hiệu suất của động cơ giảm tốc dòng K.