การมีช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ (Gear Backlash) ส่งผลกระทบต่อเกียร์อย่างไร

ช่องว่างเกียร์หมายถึงช่องว่างที่เกิดขึ้นหลังจากการมีเดินเครื่องของเกียร์ ซึ่งมีผลอย่างมากต่อสมรรถนะของเกียร์ ช่องว่างเกียร์ในระดับหนึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อการหล่อลื่นของเกียร์ แต่หากช่องว่างเกียร์มีขนาดมากเกินไป จะทำให้เกิดการสึกหรอเร็วขึ้น ลดประสิทธิภาพของเกียร์ และก่อให้เกิดเสียงรบกวนระหว่างการทำงานของรีดิวเซอร์

1. ผลกระทบของช่องว่างเกียร์ต่อสมรรถนะของเกียร์

• ผลในทางบวก

ⅰ ช่องว่างเกียร์ในปริมาณเล็กน้อยจะช่วยสร้างพื้นที่สำหรับการไหลของน้ำมันหล่อลื่น ลดการสึกหรอและการเกิดความร้อนจากแรงเสียดทานของเกียร์

ⅱ เกียร์จะเกิดการเปลี่ยนรูปเล็กน้อยเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ และช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ (gear backlash) ที่เหมาะสมจะช่วยให้ตัวลดความเร็ว (reducer) ปรับตัวได้ดีขึ้นต่อการเปลี่ยนรูปของเกียร์ที่เกิดจากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลง จึงหลีกเลี่ยงการขัดขวางกันระหว่างการทำงานของตัวลดความเร็ว

ⅲ ในสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีโหลดสูง เกียร์ก็จะเกิดการเปลี่ยนรูปเล็กน้อยเช่นกัน และช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ที่เหมาะสมจะช่วยลดผลกระทบจากความเปลี่ยนรูปของเกียร์

• ผลเสีย

ⅰ หากช่องว่างระหว่างฟันเกียร์มีค่ามากเกินไป จะทำให้เกียร์เกิดเสียงดัง ส่งผลให้ระดับเสียงรบกวนของตัวลดความเร็วขณะทำงานเพิ่มขึ้น

ⅱ ในการใช้งานอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ที่มากเกินไปอาจทำให้การกำหนดตำแหน่งไม่แม่นยำ

ⅲ ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ที่มากเกินไปอาจทำให้ฟันเกียร์สัมผัสกันอย่างไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกียร์สึกหรอ และลดอายุการใช้งานของตัวลดความเร็ว

ⅳ ในอุปกรณ์ตัวลดความเร็ว ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์อาจทำให้สูญเสียพลังงาน ลดประสิทธิภาพของตัวลดความเร็ว และส่งผลกระทบต่ออายุการใช้งานของชิ้นส่วนมอเตอร์

2. สาเหตุที่ทำให้ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์เพิ่มขึ้น

• ความแม่นยำของกระบวนการผลิตเกียร์มีผลโดยตรงต่อขนาดของช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ (gear backlash) ยิ่งค่าความคลาดเคลื่อน (tolerance) มากเท่าใด ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น

• ระหว่างการใช้งานของตัวลดความเร็ว (reducer) จะเกิดการสึกหรอระหว่างฟันเกียร์ ส่งผลให้ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์เพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้เห็นได้ชัดเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีภาระหนัก (high-load) หรือหล่อลื่นไม่เพียงพอ

• หากเกียร์จัดแนวไม่ถูกต้อง จะทำให้เกิดการสึกหรออย่างไม่สม่ำเสมอและทำให้ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์เพิ่มขึ้น

• ระยะห่างระหว่างศูนย์กลางของเกียร์ที่เข้าหากัน (meshing gears) ต้องอยู่ภายในช่วงความคลาดเคลื่อนที่ระบุไว้

• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอาจทำให้เกียร์ขยายตัว ส่งผลให้ขนาดของช่องว่างระหว่างฟันเกียร์เปลี่ยนแปลงไป

• ขนาดของฟันเกียร์จะบิดเบี้ยวเนื่องจากความยืดหยุ่นของวัสดุที่ใช้ผลิต

• การหล่อลื่นไม่เพียงพอจะเร่งอัตราการสึกหรอของเกียร์ เมื่อตัวลดความเร็วทำงานเป็นเวลานาน ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์จะค่อยๆ เพิ่มขึ้น

• ความหนาของฟันเกียร์มีผลโดยตรงต่อขนาดของช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ ยิ่งฟันเกียร์หนาเท่าใด ช่องว่างระหว่างฟันเกียร์ก็จะยิ่งเล็กเท่านั้น