ในบรรดาสี่ระบบส่งกำลังหลักๆ ใครคือราชาแห่งระบบส่งกำลัง!

ในบรรดาวิธีการส่งกำลังหลักสี่ประเภทในปัจจุบัน (ทางเครื่องกล ไฟฟ้า ไฮดรอลิก และนิวแมติก) ไม่มีการส่งกำลังใดที่สมบูรณ์แบบ

ระบบส่งกำลังแบบกลไก

รูปภาพ

1. ระบบส่งกำลังเกียร์

รวมถึง: เกียร์เครื่องบิน, เกียร์อวกาศ

ข้อได้เปรียบ:

มีความเร็วและกำลังอุปกรณ์ต่อพ่วงที่ใช้งานได้หลากหลาย อัตราส่วนการส่งผ่านมีความแม่นยำ มีเสถียรภาพ และมีประสิทธิภาพ มีความน่าเชื่อถือในการทำงานสูงและอายุการใช้งานยาวนาน สามารถรับรู้การส่งผ่านระหว่างแกนขนาน ตัดแกนที่มุมใดก็ได้ และแกนที่เซที่มุมใดก็ได้

ข้อบกพร่อง:

ต้องการความแม่นยำในการผลิตและการติดตั้งที่สูงขึ้น ต้นทุนที่สูงขึ้น ไม่เหมาะสำหรับการส่งผ่านระหว่างแกนทางไกลสองแกน

ชื่อของขนาดพื้นฐานของเฟืองมาตรฐานแบบม้วน ได้แก่ วงกลมปลายฟัน วงกลมรากฟัน วงกลมดัชนี โมดูลัส มุมแรงกด ฯลฯ

2. ตัวขับหนอนกังหัน

รูปภาพ

ใช้ได้กับการเคลื่อนที่และไดนามิกระหว่างสองแกนที่อยู่ในแนวตั้งแต่ไม่ตัดกันในอวกาศ

ข้อดี: อัตราการส่งข้อมูลขนาดใหญ่ โครงสร้างและขนาดที่กะทัดรัด

ข้อบกพร่อง:

แรงตามแนวแกนขนาดใหญ่ ง่ายต่อการสร้างความร้อน ประสิทธิภาพต่ำ การส่งผ่านทางเดียวเท่านั้น

พารามิเตอร์หลักของไดรฟ์เวิร์มกังหันคือ:

โมดูล; มุมความดัน วงกลมสนามเฟืองตัวหนอน; วงกลมสนามหนอน; ตะกั่ว; จำนวนฟันเฟืองตัวหนอน จำนวนหัวหนอน อัตราส่วนการส่งผ่าน ฯลฯ

3. สายพานขับ

รูปภาพ

รวมไปถึง: ล้อขับเคลื่อน, ล้อขับเคลื่อน, สายพานไม่มีที่สิ้นสุด

ใช้เมื่อแกนสองแกนขนานกันและมีทิศทางการหมุนเท่ากัน ซึ่งเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบเปิด ซึ่งเป็นแนวคิดเรื่องระยะห่างจากศูนย์กลางและมุมห่อ ประเภทของสายพานสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภทตามรูปร่างหน้าตัด ได้แก่ สายพานแบน สายพาน V และสายพานพิเศษ

ประเด็นสำคัญระหว่างการใช้งานคือ: การคำนวณอัตราส่วนการส่งผ่าน; การวิเคราะห์และการคำนวณความเค้นของสายพาน กำลังที่อนุญาตของสายพาน V เส้นเดียว

ข้อได้เปรียบ:

เหมาะสำหรับระบบส่งกำลังที่มีระยะห่างศูนย์กลางมากระหว่างสองเพลา สายพานมีความยืดหยุ่นดี ช่วยลดแรงกระแทก และดูดซับแรงสั่นสะเทือน มันลื่นเพื่อป้องกันความเสียหายต่อส่วนอื่น ๆ เมื่อโอเวอร์โหลด มีโครงสร้างเรียบง่ายและมีต้นทุนต่ำ

ข้อบกพร่อง:

ขนาดภายนอกของการส่งผ่านมีขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ปรับความตึง ไม่สามารถรับประกันอัตราส่วนการส่งผ่านคงที่ได้เนื่องจากการเลื่อนหลุด อายุการใช้งานของสายพานสั้น และประสิทธิภาพการส่งผ่านต่ำ

4. ขับเคลื่อนด้วยโซ่

รูปภาพ

รวมถึง: โซ่แบบแอคทีฟ, โซ่ขับเคลื่อน และโซ่แบบวงแหวน

เมื่อเปรียบเทียบกับการส่งผ่านเกียร์ ลักษณะสำคัญของการส่งผ่านโซ่คือ: ข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการผลิตและการติดตั้งที่ต่ำกว่า เมื่อระยะศูนย์กลางมีขนาดใหญ่ โครงสร้างการส่งกำลังจะเรียบง่าย ความเร็วของลูกโซ่ทันทีและอัตราการส่งข้อมูลทันทีไม่คงที่ และความเสถียรในการส่งข้อมูลไม่ดี

5. รถไฟเกียร์

รถไฟเฟืองแบ่งออกเป็นสองประเภท: รถไฟเกียร์แกนคงที่และรถไฟเกียร์อีพิไซคลิก

อัตราส่วนของความเร็วเชิงมุม (หรือความเร็วในการหมุน) ของเพลาอินพุตและเพลาเอาท์พุตในชุดเฟืองเรียกว่าอัตราส่วนการส่งผ่านของชุดเฟือง เท่ากับอัตราส่วนของผลิตภัณฑ์ของจำนวนฟันของเฟืองขับทั้งหมดในแต่ละคู่ของเฟืองตาข่ายต่อผลคูณของจำนวนฟันของเฟืองขับทั้งหมด

ในระบบเกียร์เอปิไซคลิก เฟืองที่ตำแหน่งแกนเปลี่ยนแปลง คือ เฟืองที่หมุนและหมุน เรียกว่าเฟืองดาวเคราะห์ และเฟืองที่มีตำแหน่งแกนคงที่เรียกว่าเฟืองดวงอาทิตย์

อัตราการส่งผ่านของระบบเกียร์แบบอีพิไซคลิกไม่สามารถคำนวณได้โดยตรงโดยวิธีการแก้อัตราส่วนการส่งผ่านของระบบเกียร์แบบแกนคงที่ ต้องใช้หลักการของการเคลื่อนที่สัมพัทธ์ในการแปลงระบบเกียร์เอพิไซคลิกให้เป็นแกนคงที่สมมุติฐานโดยใช้วิธีความเร็วสัมพัทธ์ (หรือเรียกว่าวิธีผกผัน) มีการคำนวณรถไฟล้อ

คุณสมบัติหลักของชุดเฟือง: เหมาะสำหรับการส่งกำลังระหว่างสองเพลาที่อยู่ห่างกันมาก มันสามารถใช้เป็นระบบส่งกำลังเพื่อให้บรรลุการส่งผ่านความเร็วตัวแปร สามารถรับอัตราการส่งข้อมูลที่ใหญ่ขึ้น มันสามารถรับรู้ถึงการสังเคราะห์และการสลายตัวของการเคลื่อนไหว

ไฟฟ้า

รูปภาพ

1. มีความแม่นยำสูง

ในฐานะแหล่งพลังงาน เซอร์โวมอเตอร์จึงเป็นกลไกการส่งกำลังที่มีโครงสร้างที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพสูง ซึ่งประกอบด้วยบอลสกรูและสายพานซิงโครนัส ข้อผิดพลาดในการทำซ้ำคือ 0.01%

2. ประหยัดพลังงาน

พลังงานที่ปล่อยออกมาในระหว่างขั้นตอนการชะลอความเร็วของวงจรการทำงานสามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานได้ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อเป็นเพียง 25% ของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิก

3. การควบคุมที่แม่นยำ

การควบคุมที่แม่นยำทำได้ตามพารามิเตอร์ที่ตั้งไว้ ด้วยการสนับสนุนของเซ็นเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง อุปกรณ์ตรวจวัด และเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ ทำให้สามารถเกินความแม่นยำในการควบคุมที่ได้จากวิธีการควบคุมอื่นๆ ได้อย่างมาก

4. ปรับปรุงระดับการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากการลดประเภทพลังงานที่ใช้และประสิทธิภาพที่เหมาะสม แหล่งมลพิษจึงลดลงและเสียงรบกวนลดลง จึงเป็นการรับประกันที่ดีกว่าสำหรับงานปกป้องสิ่งแวดล้อมของโรงงาน

5. ลดเสียงรบกวน

ค่าเสียงในการทำงานน้อยกว่า 70 เดซิเบล ซึ่งประมาณ 2/3 ของค่าเสียงของเครื่องฉีดขึ้นรูปที่ขับเคลื่อนด้วยไฮดรอลิก

6. ประหยัดต้นทุน

เครื่องนี้ช่วยลดต้นทุนและปัญหาที่เกิดจากน้ำมันไฮดรอลิก ไม่มีท่อแข็งหรือท่ออ่อน ไม่จำเป็นต้องทำให้น้ำมันไฮดรอลิกเย็นลง และต้นทุนของน้ำหล่อเย็นก็ลดลงอย่างมาก

ไฮดรอลิก

รูปภาพ

1.ข้อดี

1) จากมุมมองเชิงโครงสร้าง กำลังไฟฟ้าเอาท์พุตต่อหน่วยน้ำหนักและกำลังไฟฟ้าเอาท์พุตต่อขนาดหน่วยจะดีที่สุดในบรรดาวิธีการส่งสัญญาณทั้งสี่ประเภท มีอัตราส่วนโมเมนต์ต่อความเฉื่อยสูง เมื่อส่งกำลังเท่ากัน อุปกรณ์ส่งกำลังไฮดรอลิกจะมีขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความเฉื่อยเล็กน้อย โครงสร้างที่กะทัดรัดและรูปแบบที่ยืดหยุ่น

2) จากมุมมองของประสิทธิภาพการทำงาน สามารถปรับความเร็ว แรงบิด และกำลังได้อย่างไม่มีขั้นตอน การดำเนินการตอบสนอง สามารถเปลี่ยนทิศทางและเปลี่ยนความเร็วได้อย่างรวดเร็ว ช่วงการปรับความเร็วกว้าง และช่วงการปรับความเร็วสามารถเข้าถึง 100 :l ถึง 2000:1; มีความเร็วที่ดี การควบคุมและการปรับที่ค่อนข้างง่าย การดำเนินการที่สะดวกและประหยัดแรงงาน และง่ายต่อการทำงานร่วมกับการควบคุมทางไฟฟ้าและเชื่อมต่อกับ CPU (คอมพิวเตอร์) เพื่ออำนวยความสะดวกในระบบอัตโนมัติ

3) จากมุมมองของการใช้งานและการบำรุงรักษา ส่วนประกอบมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นในตัวเองที่ดี ง่ายต่อการป้องกันการโอเวอร์โหลดและการบำรุงรักษาแรงดัน และมีความปลอดภัยและเชื่อถือได้ ส่วนประกอบต่างๆ นั้นง่ายต่อการทำให้เป็นอนุกรม การกำหนดมาตรฐาน และการวางนัยทั่วไป

4) อุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้เทคโนโลยีไฮดรอลิกมีความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่ดี

5) เศรษฐกิจ: เทคโนโลยีไฮดรอลิกมีความเป็นพลาสติกและความแปรปรวนสูง ซึ่งสามารถเพิ่มความยืดหยุ่นในการผลิตที่ยืดหยุ่น และทำให้ง่ายต่อการเปลี่ยนแปลงและปรับขั้นตอนการผลิต ต้นทุนการผลิตส่วนประกอบไฮดรอลิกค่อนข้างต่ำ และความสามารถในการปรับตัวค่อนข้างแข็งแกร่ง

6) ระบบไฮดรอลิกส์สามารถใช้ร่วมกับเทคโนโลยีใหม่ ๆ ได้อย่างง่ายดาย เช่น การควบคุมไมโครคอมพิวเตอร์ เพื่อสร้างการบูรณาการแบบ "เครื่องกล-อิเล็กทรอนิกส์-ไฮดรอลิก-ออปติคัล" ซึ่งกลายเป็นกระแสการพัฒนาของโลกและอำนวยความสะดวกในการเปลี่ยนผ่านสู่ดิจิทัล

2. ข้อเสีย

ทุกอย่างแบ่งออกเป็นสองส่วนและระบบส่งกำลังไฮดรอลิกก็ไม่มีข้อยกเว้น

1) ระบบส่งกำลังไฮดรอลิกรั่วไหลอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้เนื่องจากพื้นผิวค่อนข้างเคลื่อนที่ ในขณะเดียวกันน้ำมันก็ไม่สามารถบีบอัดได้อย่างแน่นอน เมื่อประกอบกับการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่นของท่อน้ำมัน ฯลฯ ระบบส่งกำลังไฮดรอลิกไม่สามารถมีอัตราส่วนการส่งผ่านที่เข้มงวดได้ ดังนั้นจึงไม่สามารถใช้กับเครื่องมือกล เช่น การประมวลผลเฟืองเกลียวได้ ในห่วงโซ่การส่งผ่านแบบอินไลน์

2) มีการสูญเสียส่วนขอบ การสูญเสียเฉพาะจุด และการสูญเสียการรั่วไหลในกระบวนการไหลของน้ำมัน ประสิทธิภาพการส่งข้อมูลต่ำและไม่เหมาะสำหรับการส่งสัญญาณทางไกล

3) มีปัญหาบางประการในการใช้ระบบส่งกำลังไฮดรอลิกภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและต่ำ

4) เพื่อป้องกันการรั่วไหลของน้ำมันและตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพ ส่วนประกอบไฮดรอลิกจำเป็นต้องมีความแม่นยำในการผลิตสูง ซึ่งทำให้ใช้งานและบำรุงรักษาได้ยาก

5) เป็นการยากที่จะตรวจสอบเมื่อมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น โดยเฉพาะในหน่วยที่เทคโนโลยีไฮดรอลิกไม่แพร่หลาย ความขัดแย้งนี้มักเป็นอุปสรรคต่อการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีไฮดรอลิกเพิ่มเติม การบำรุงรักษาอุปกรณ์ไฮดรอลิกต้องใช้ประสบการณ์ และการฝึกอบรมช่างเทคนิคไฮดรอลิกใช้เวลานาน

ความกดอากาศ

รูปภาพ

1.ข้อดี

1) การใช้อากาศเป็นสื่อในการทำงาน ทำให้ได้สื่อการทำงานค่อนข้างง่าย อากาศที่ใช้แล้วจะถูกระบายออกสู่บรรยากาศและง่ายต่อการจัดการ เมื่อเทียบกับระบบส่งกำลังไฮดรอลิกแล้ว ไม่จำเป็นต้องติดตั้งถังน้ำมันและท่อส่งน้ำมันรีไซเคิล

2) เนื่องจากความหนืดของอากาศมีขนาดเล็กมาก (ประมาณหนึ่งในหมื่นของความหนืดไดนามิกของน้ำมันไฮดรอลิก) การสูญเสียจึงมีน้อยมาก ดังนั้นจึงสะดวกสำหรับการจ่ายอากาศแบบรวมศูนย์และการขนส่งทางไกล การรั่วไหลภายนอกจะไม่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมร้ายแรงเท่ากับระบบส่งกำลังไฮดรอลิก

3) เมื่อเทียบกับระบบส่งกำลังไฮดรอลิก ระบบส่งกำลังแบบนิวแมติกมีการทำงานที่รวดเร็ว ตอบสนองรวดเร็ว บำรุงรักษาง่าย สื่อการทำงานที่สะอาด และไม่มีปัญหาเช่นการเสื่อมสภาพปานกลาง

4) มีการปรับตัวที่ดีกับสภาพแวดล้อมการทำงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง เช่น ไวไฟ ระเบิด ฝุ่น แม่เหล็กแรง การแผ่รังสี การสั่นสะเทือน ฯลฯ เหนือกว่าการควบคุมแบบไฮดรอลิก อิเล็กทรอนิกส์ และไฟฟ้า

5) ต้นทุนต่ำ ป้องกันการโอเวอร์โหลดอัตโนมัติ

2. ข้อเสีย

1) เนื่องจากอากาศสามารถอัดได้ ความเสถียรของความเร็วในการทำงานจึงแย่ลงเล็กน้อย อย่างไรก็ตามการใช้อุปกรณ์เชื่อมโยงก๊าซและของเหลวจะให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจมากขึ้น

2) เนื่องจากแรงดันใช้งานต่ำ (โดยทั่วไปคือ 0.31.0MPa) และขนาดโครงสร้างไม่ควรใหญ่เกินไป แรงเอาท์พุตทั้งหมดไม่ควรเกิน 10~40kN

3) เสียงดังจึงต้องเพิ่มท่อไอเสียเมื่อออกตัวด้วยความเร็วสูง

4) ความเร็วในการส่งสัญญาณก๊าซในอุปกรณ์นิวแมติกจะช้ากว่าความเร็วของอิเล็กตรอนและแสงภายในความเร็วของเสียง ดังนั้นจึงไม่ควรใช้ระบบควบคุมแบบนิวแมติกในวงจรที่ซับซ้อนซึ่งมีระดับส่วนประกอบมากเกินไป