
齒輪和齒條的嚙合是一種高精度的配合。任何破壞這種精密對(duì)中的因素都會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中,最終可能造成跳齒(即脫齒)。
加工制造質(zhì)量差(根本原因)
材質(zhì)低劣:使用強(qiáng)度不足或不耐磨的材料(如劣質(zhì)鋁合金、塑料齒輪),在長(zhǎng)期受力或沖擊下,齒牙會(huì)發(fā)生磨損、變形甚至斷裂。
加工精度不足:齒輪和齒條的齒形、齒距加工誤差大,表面粗糙。這會(huì)導(dǎo)致它們不能平滑嚙合,存在“卡點(diǎn)"或間隙,在突然換向的沖擊下容易跳脫。
熱處理工藝不到位:齒輪和齒條表面沒(méi)有進(jìn)行應(yīng)有的淬火等硬化處理,硬度不夠,很快磨損,間隙變大,導(dǎo)致脫齒。
安裝與調(diào)試問(wèn)題(常見(jiàn)原因)
氣缸與齒輪軸不同心:這是導(dǎo)致“別勁"的主要原因。如果執(zhí)行器的氣缸蓋(端蓋)安裝孔與齒輪軸的中心孔存在制造偏差或安裝時(shí)受力不均,會(huì)導(dǎo)致齒輪軸與齒條不平行,產(chǎn)生額外的徑向力,將齒條推向一側(cè),從而破壞嚙合。
連接螺栓預(yù)緊力不均:在組裝執(zhí)行器兩個(gè)缸體時(shí),螺栓沒(méi)有按對(duì)角順序均勻擰緊,導(dǎo)致缸體結(jié)合面存在微小錯(cuò)位,從而使兩側(cè)的齒條軌道不平行,迫使齒輪齒條在扭曲的狀態(tài)下工作。
過(guò)載與沖擊(誘因)
閥門卡死或扭矩驟增:當(dāng)閥門內(nèi)部出現(xiàn)異物卡塞、閥桿銹死或到達(dá)關(guān)閉終點(diǎn)后繼續(xù)供氣,執(zhí)行器的輸出扭矩會(huì)急劇升高,遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)值。巨大的反向作用力會(huì)試圖強(qiáng)行推動(dòng)齒條,極易將齒輪齒牙“鏟飛"。
氣源壓力過(guò)高:擅自調(diào)高供給執(zhí)行器的氣源壓力,會(huì)導(dǎo)致輸出扭矩超標(biāo),使齒輪齒條工作在超負(fù)荷狀態(tài)。
高速?zèng)_擊:如果氣路系統(tǒng)沒(méi)有安裝“流量調(diào)節(jié)閥"(速度控制閥)來(lái)緩沖,氣缸在行程末端的啟停速度會(huì)非??欤a(chǎn)生巨大的慣性沖擊力(水錘效應(yīng)在氣動(dòng)上的體現(xiàn)),這種沖擊對(duì)齒輪齒條是致命的。
維護(hù)與老化
潤(rùn)滑缺失:長(zhǎng)期運(yùn)行而缺乏潤(rùn)滑,會(huì)導(dǎo)致干摩擦,加劇磨損,使齒隙變大,同時(shí)運(yùn)行阻力也增大。
密封件老化:氣缸端部的O型圈等密封件老化磨損,會(huì)導(dǎo)致壓縮空氣泄漏,使得活塞受力不均,可能產(chǎn)生側(cè)向分力,影響嚙合。
二、 如何避免脫齒?—— 選型、安裝與維護(hù)建議
優(yōu)選品牌與質(zhì)量:選擇有質(zhì)量保證的執(zhí)行器。優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的材料、熱處理工藝和加工精度都有保障,從根源上杜絕問(wèn)題。
正確安裝:
嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)的要求,使用扭矩扳手按對(duì)角順序均勻擰緊連接螺栓。
確保執(zhí)行器與閥門連接時(shí)同心度良好,避免閥桿和執(zhí)行器輸出軸之間存在錯(cuò)角或偏移。
合理配置氣路系統(tǒng):
務(wù)必在執(zhí)行器的進(jìn)氣口安裝三聯(lián)件(過(guò)濾器、減壓閥、油霧器),保證氣源潔凈、壓力穩(wěn)定并得到適當(dāng)潤(rùn)滑。
安裝流量調(diào)節(jié)閥(排氣節(jié)流閥),精確控制執(zhí)行器的開(kāi)關(guān)速度,平滑啟停,有效吸收行程末端的沖擊。
定期維護(hù):
定期檢查氣源壓力是否在設(shè)定值。
定期通過(guò)油霧器添加潤(rùn)滑油,或定期拆解維護(hù),清洗并涂抹專用潤(rùn)滑脂。
操作閥門時(shí),注意聽(tīng)是否有異常撞擊聲,這是存在沖擊的明顯信號(hào)。
總結(jié)
齒條式氣動(dòng)執(zhí)行器容易脫齒,本質(zhì)上是由于其精密嚙合結(jié)構(gòu)被破壞所致。原因鏈條通常是:
低質(zhì)制造/安裝不當(dāng) → 產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力或間隙 → 在過(guò)載或沖擊的誘因下 → 應(yīng)力集中點(diǎn)失效 → 齒輪齒牙被剪切、磨損或折斷 → 脫齒
因此,避免這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于:選擇高質(zhì)量產(chǎn)品 + 規(guī)范安裝調(diào)試 + 配置緩沖節(jié)流 + 進(jìn)行定期維護(hù)。這四個(gè)環(huán)節(jié)缺一不可。
主營(yíng)氣動(dòng)球閥,電動(dòng)球閥,氣動(dòng)鑄鋼球閥,氣動(dòng)不銹鋼球閥,氣動(dòng)襯氟球閥,潛水型電動(dòng)球閥,氣動(dòng)薄型球閥,氣動(dòng)對(duì)夾球閥,電動(dòng)對(duì)夾球閥,耐腐蝕球閥等產(chǎn)品
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