กล่องเกียร์ล็อคตัวเอง

เกียร์ล็อคตัวเองคืออะไร?

โดยพื้นฐานแล้ว เกียร์ล็อกตัวเองประกอบด้วยเพลาเปลี่ยนเกียร์หลายตัวที่สอดเข้าไปในตัวเรือนเกียร์และล็อกเข้ากับเพลาของก้านเปลี่ยนเกียร์ กลไกนี้สามารถนำไปใช้ในงานอุตสาหกรรมได้หลากหลายประเภท

A common example of a self locking gearbox is a windscreen wiper motor. This gearbox is self-locking because when the motor is switched off, the motor stops in place. This means the gearbox is under a vibration-free condition.

ระบบล็อกตัวเองของเกียร์จะทำงานได้ตามที่คาดหวังในสภาวะที่ปราศจากการสั่นสะเทือน อย่างไรก็ตาม ในสภาวะที่มีแนวโน้มที่จะเกิดการสั่นสะเทือน ระบบล็อกตัวเองอาจใช้งานไม่ได้ ซึ่งอาจเกิดขึ้นเมื่อเกิดการกระแทกหรือการสั่นสะเทือนจากภายนอก การหมุนย้อนกลับที่เกิดขึ้นอาจเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์

The self-locking mechanism of a worm gearbox is helpful in lifting and holding loads. It prevents the worm gear from rotating backward when the input-side load is released. This is particularly useful for crane applications. In these situations, it can save a significant amount of money by avoiding the need for a braking system.

เกียร์หนอนสามารถล็อกตัวเองได้ทั้งแบบคงที่หรือแบบไดนามิก ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ ได้แก่ มุมเกลียว สัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของฟันแบบคงที่ และความต้านทานต่อแรงเสียดทานที่บริเวณรอยต่อของหนอน

ชุดขับเคลื่อนแบบล็อคตัวเองที่ใช้งานได้จริงจะมีแรงบิดในการเบรกต่ำ โดยทั่วไปจะทำได้โดยใช้ชุดเฟืองดาวเคราะห์สี่ขั้นตอน นอกจากนี้ยังสามารถเสริมด้วยเบรกยึดได้อีกด้วย โดยปกติแล้ว ชุดขับเคลื่อนแบบหนอนที่ไม่ล็อคตัวเองจะมีประสิทธิภาพในการขับเคลื่อน 50% หรือสูงกว่า

ฟังก์ชันการล็อคอัตโนมัติคืออะไร?

ระบบล็อคตัวเองหมายความว่าน็อตและสกรูไม่สามารถเคลื่อนที่ได้หากไม่มีแรงภายนอกมากระทำ ซึ่งเกี่ยวข้องกับระยะห่างของเกลียวและสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ระบบล็อคตัวเองช่วยให้ผู้ใช้ไม่ต้องใช้เบรกราคาแพงในหลายๆ การใช้งาน สกรูหัวเดี่ยวรูปทรงสี่เหลี่ยมคางหมูเป็นระบบล็อคตัวเอง

ก เฟืองตัวหนอนแบบล็อคตัวเอง is a type of worm gear that does not allow the interchangeability of the input and output gears. As you know, in spur gear trains you can interchange the driving gear and the driven gear but the same is not possible for the self-locking type of worm gears. For this type of gear, the worm always acts as a driving gear and the spur gear as a driven gear- vice versa is not possible. If you try to run it otherwise, it will lock automatically.

อันที่จริงแล้ว ชุดเฟืองตัวหนอนส่วนใหญ่ที่ใช้ในอุตสาหกรรมเป็นแบบล็อคตัวเอง แต่คุณสามารถออกแบบเฟืองตัวหนอนแบบไม่ล็อคตัวเองได้เช่นกัน โดยประมาณแล้ว ถ้าค่าแทนเจนต์ของมุมเกลียวของเฟืองตัวหนอนน้อยกว่าค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างตัวหนอนกับเฟือง เฟืองตัวหนอนนั้นควรจะเป็นแบบล็อคตัวเอง

ข้อดีของเฟืองตัวหนอนแบบล็อคอัตโนมัติ

คุณสามารถเพิ่มอัตราทดเกียร์ได้มาก (มากถึง 200:1) จากเฟืองตัวหนอนแบบล็อคตัวเองโดยไม่ต้องเพิ่มขนาดของกล่องเกียร์ ทำได้อย่างไร? การหมุน 360 องศาของเฟืองตัวหนอนแบบฟันเดียวทำให้เฟืองเดือยที่ขบกันหมุนไปหนึ่งฟัน ดังนั้น หากเฟืองเดือย 10 ฟันขบกับเฟืองตัวหนอนแบบฟันเดียว คุณจะได้อัตราทดเกียร์ 10:1 ทันที ในขณะที่หากต้องการอัตราทดเกียร์เท่ากันโดยใช้ชุดเฟืองเดือย คุณต้องใช้เฟืองเดือยอีก 100 ฟันร่วมกับเฟืองเดือย 10 ฟันนั้น ลองนึกภาพการลดขนาดที่เปรียบเทียบกันได้สิ

การขับเคลื่อนย้อนกลับของเฟืองตัวหนอน

ต่างจากเกียร์มาตรฐานทั่วไป เกียร์ทดรอบแบบล็อกตัวเองที่มีระบบขับเคลื่อนย้อนกลับด้วยเฟืองตัวหนอนสามารถส่งแรงบิดได้เพียงทิศทางเดียวเท่านั้น การขับเคลื่อนย้อนกลับของเฟืองตัวหนอนเกิดขึ้นเมื่อล้อเฟืองตัวหนอนและสกรูตัวหนอนสูญเสียการสัมผัสกัน สภาวะนี้เกิดขึ้นเมื่อมุมเสียดทานมากกว่ามุมนำ อย่างไรก็ตาม การคาดการณ์ระดับการขับเคลื่อนย้อนกลับที่แน่นอนนั้นทำได้ยาก

ในการคำนวณแรงกระตุ้น จะใช้การกระจัดของการสั่นสะเทือน ซึ่งคำนวณได้โดยใช้สมการการเคลื่อนที่ของกลไกเฟืองตัวหนอนทั้งหมด จากนั้นจึงแทนค่าแรงที่ใช้ลงในสมการเงื่อนไข จะได้แรงกระตุ้นและวัดแรงบิด

เมื่อเฟืองตัวหนอนเริ่มหมุนย้อนกลับ แรงกระตุ้นจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำได้โดยการควบคุมแบบป้อนกลับ กระบวนการนี้จะทำซ้ำที่ความถี่ 10, 30 และ 50 เฮิรตซ์ ค่าที่ได้จากการทดลองบางค่าตรงกับค่าทางทฤษฎี แต่ค่าที่ได้จริงอาจต่ำกว่า