Bánh răng có đa dạng loại với nhiều thiết kế và cấu hình linh kiện, trong số đó thì bánh răng trục vít được xem là một trong những loại phức tạp vì chúng có những yêu cầu đặc thù về cách thức bôi trơn. Để có thể hạn chế tối đa rủi ro mài mòn, tránh hư hỏng linh kiện bạn cần hiểu rõ về cấu tạo của bánh răng trục vít, đồng thời cân nhắc kỹ khi lựa chọn loại dầu bôi trơn bánh răng trục vít phù hợp.
1. Bánh răng trục vít là gì?
Bánh răng trục vít là một dạng truyền động gồm một trục có ren xoắn ăn khớp và một bánh răng có răng nghiêng cong nhẹ. Về bản chất, bánh răng trục vít hoạt động giống như một con vít ăn khớp vào một bánh răng trụ thông thường.
Cơ cấu này giúp thay đổi hướng chuyển động quay 90 độ, đồng thời thay đổi mặt phẳng truyền động tùy thuộc vào vị trí đặt trục vít trên bánh răng. Thông thường, trục vít được chế tạo bằng thép, còn bánh răng thường làm bằng đồng thau để tối ưu độ bền và giảm ma sát. Bánh răng trục vít được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp và máy móc. Điểm đặc biệt là chúng có khả năng tạo ra tỷ số giảm tốc rất lớn trong không gian nhỏ, đồng thời truyền tải được tải trọng cao với tỷ số truyền lớn.
Có 3 loại bánh răng trục vít phổ biến:
- Non-throated (không có rãnh bao quanh): Là dạng bánh răng xoắn ăn khớp với trục vít thẳng. Bánh răng chỉ tiếp xúc tại một điểm, dẫn đến tải trọng tập trung và dễ gây mài mòn.
- Single-throated (một rãnh bao quanh): Có răng xoắn lõm bao quanh trục vít và tạo tiếp xúc dạng đường thay vì điểm. Nhờ vậy có thể chịu tải cao hơn mà không bị mòn nhanh chóng.
- Double-throated (hai rãnh bao quanh): Cả trục vít và bánh răng đều có răng lõm. Kiểu thiết kế này mở rộng diện tích tiếp xúc từ đường thành vùng, giúp tăng khả năng chịu tải và giảm mài mòn đáng kể.
2. Tại sao bánh răng trục vít được dùng phổ biến hơn bánh răng tiêu chuẩn
Sử dụng bánh răng trục vít là phương án mang lại hiệu quả tối ưu cho doanh nghiệp trong các ứng dụng máy móc công nghiệp, nhưng đồng thời cũng tồn tại một số hạn chế. Chuyển động giữa trục vít và bánh răng hoàn toàn là trượt, không có bộ phận lăn nào ở điểm tiếp xúc giữa các răng nên sẽ khiến việc bôi trơn bánh răng trục vít tương đối khó khăn. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng cũng mang lại nhiều lợi ích nổi bật như sau:
- Tỷ số truyền lớn
Bánh răng trục vít có thể tạo ra tỷ số giảm tốc cực cao chỉ với một cấp truyền. Chỉ cần tăng đường kính bánh vít là đạt được giảm tốc lớn, từ đó giúp tăng mô-men xoắn hoặc giảm tốc độ quay đáng kể. Trong khi đó, bánh răng thường phải qua nhiều cấp truyền mới đạt được tỷ số tương tự, dẫn đến nhiều chi tiết hơn và tăng nguy cơ hỏng hóc.
- Khả năng tự hãm
Do ma sát lớn giữa trục vít và bánh răng, gần như không thể làm cho bánh răng quay ngược lại để kéo trục vít chuyển động. Điều này nghĩa là cơ cấu có tính năng “khóa” tự nhiên. Với bánh răng thông thường, đầu ra có thể đẩy ngược lại đầu vào, do đó phải gắn thêm cơ cấu hãm ngược và khiến cơ cấu phức tạp hơn.
3. Mẹo chọn dầu bôi trơn bánh răng trục vít phù hợp
Bánh răng trục vít được kỹ sư ưu tiên lựa chọn dầu bôi trơn có đặc tính ma sát thấp, khả năng chống oxy hóa tốt, chống mài mòn hiệu quả và chỉ số độ nhớt cao để đảm bảo khả năng vận hành hiệu quả.
- Loại dầu gốc phù hợp
Trong bánh răng trục vít, việc dùng dầu bôi trơn gốc khoáng là khá phổ biến nhưng dầu tổng hợp thường mang lại hiệu quả truyền động cao hơn và nhiệt độ vận hành thấp hơn. Đặc biệt, dầu PAG (Polyalkylene glycols) là lựa chọn dầu gốc phù hợp được khuyên dùng trong để bôi trơn bánh răng trục vít, loại này có hệ số ma sát thấp nên tăng hiệu suất truyền động và giảm tổn thất năng lượng tốt. Tuy nhiên, PAG có nhược điểm là chi phí cao và không tương thích với một số vật liệu như phớt, nhựa hoặc lớp phủ, do đó cần kiểm tra kỹ trước khi sử dụng.
- Chất phụ gia tương thích
Cần đặc biệt chú ý khi xem xét các chất phụ gia sử dụng cho bánh răng trục vít vì chất liệu của chúng thường làm từ hợp kim màu như đồng thau. Một số loại phụ gia chịu cực áp EP chứa lưu huỳnh hoạt tính có thể gây ăn mòn trong môi trường nhiệt độ cao. Tuy vậy, các công nghệ phụ gia hiện đại đã phát triển loại lưu huỳnh đã bị vô hiệu hóa giúp giảm thiểu hoặc loại bỏ nguy cơ ăn mòn này.
Bánh răng trục vít thường gặp thách thức về bôi trơn biên và ưu tiên chính là giảm ma sát hơn là chống mài mòn. Trong những trường hợp này, có thể sử dụng dầu compounded – một loại dầu gốc khoáng được pha trộn thêm tới 10% axit béo tự nhiên hoặc tallow đã khử axit cùng với các chất chống gỉ, chống oxy hóa và phụ gia bổ sung khác. Dầu chịu cực áp EP vẫn được sử dụng rộng rãi cho các ứng dụng bánh răng trục vít, miễn là được pha chế để tương thích với kim loại màu.
Tuy nhiên, cả dầu compounded và dầu EP đều có giới hạn nhiệt độ làm việc khoảng 80°C. Nếu vượt quá mức này sẽ khiến tốc độ oxy hóa tăng nhanh và tạo ra các sản phẩm có tính axit, có thể gây hư hại cho bánh răng trục vít.
- Độ nhớt lý tưởng
Việc chọn cấp độ nhớt ISO (ISO VG) phù hợp phụ thuộc vào tốc độ vòng lăn và nhiệt độ môi trường. Ngoài ra, nên cân nhắc thêm vào khoảng cách tâm cấp truyền cuối và tốc độ trục để lựa chọn dầu bôi trơn bánh răng trục vít.
Ví dụ: Đối với bánh răng trục vít hình trụ kín
Tốc độ vòng lăn < 2,25 m/s:
- -40 °C đến -10 °C → ISO VG 220
- -10 °C đến 10 °C → ISO VG 460
- 10 °C đến 55 °C → ISO VG 680
Tốc độ vòng lăn > 2,25 m/s:
- -40 °C đến -10 °C → ISO VG 220
- -10 °C đến 10 °C → ISO VG 460
- 10 °C đến 55 °C → ISO VG 460
Nếu vận hành ngoài phạm vi nhiệt độ hoặc tốc độ này (ví dụ, > 2 400 rpm hoặc > 10 m/s), nên tham khảo đề xuất của nhà sản xuất.
Có thể bạn quan tâm: Danh sách các loại dầu mỡ bôi trơn sử dụng cho thiết bị công nghiệp
Kết luận
Việc lựa chọn đúng chất bôi trơn đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ linh kiện và thiết bị khỏi ma sát, giảm nguy cơ hư hỏng sớm. Đặc biệt với bánh răng trục vít, sử dụng chất bôi trơn phù hợp sẽ giúp kéo dài tuổi thọ, hạn chế hao mòn và duy trì hiệu suất vận hành ổn định cho toàn bộ hệ thống. Liên hệ với Thiết Bị Robot để được tư vấn loại dầu mỡ bôi trơn tối ưu cho thiết bị của bạn.
Thiết Bị Robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.
Liên hệ ngay để được Thiết bị robot tư vấn trực tiếp:
Hotline: 091 9225 197
Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình, TP.HCM
=============
Facebook: Linh kiện robot.
Điện thoại
Email