Backlash Trong Cơ Khí Là Gì?

 Backlash là một thông số quan trọng và phổ biến trong hầu hết các sản phẩm cơ khí, trong đó có hộp số giảm tốc. Vậy backlash trong cơ khí là gì? Những ảnh hưởng của nó đến sản phẩm cơ khí như thế nào? Hãy cùng Nam Phương Việt tìm hiểu qua bài viết ngắn này.

Backlash trong cơ khí là gì?

Trong lĩnh vực cơ khí, backlash hay độ rơ được hiểu là góc mà trục đầu ra của hộp số có thể quay mà trục đầu vào không chuyển động. Cho bạn dễ hình dung thì độ rơ của bánh răng là khoảng cách giữa các răng, được đo tại vòng tròn bước răng, đó là khoảng cách giữa các đường xoắn ốc của các răng bánh răng ăn khớp. Bạn cũng có thể xem hình ảnh minh họa bên dưới để có góc nhìn tổng quan nhất.

Hình minh họa: Backlash

Độ rơ phát sinh do các nguyên nhân chính sau đây:

• Do dung sai trong quá trình sản xuất

• Mài mòn tự nhiên của các chi tiết cơ khí

• Một số trường hợp, khoảng hở được thiết kế có chủ ý để bù trừ giãn nở nhiệt hoặc giảm ma sát.

Ảnh hưởng của backlash đến hộp số giảm tốc

Backlash có ảnh hưởng đáng kể đến hộp số giảm tốc, đặc biệt trong các ứng dụng yêu cầu độ chính xác cao hoặc vận hành liên tục.

Backlash làm giảm độ chính xác trong truyền động:

• Backlash tạo ra khoảng rơ giữa các bánh răng, làm cho hộp số giảm tốc không thể truyền mô-men xoắn hoặc chuyển động tức thời khi đảo chiều hoặc thay đổi tải. Điều này gây ra sai lệch vị trí đầu ra, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các ứng dụng yêu cầu độ chính xác như máy CNC hoặc robot công nghiệp.

Backlash làm tăng rung động và tiếng ồn:

• Khi các bánh răng không tiếp xúc hoàn toàn trong quá trình vận hành, khoảng hở sẽ dẫn đến va chạm khi bánh răng chuyển hướng hoặc chịu tải đột ngột.

Gây mài mòn không đều:

• Backlash làm tăng ma sát không đồng đều trên các bề mặt tiếp xúc của bánh răng, rút ngắn tuổi thọ của bánh răng và hộp số giảm tốc.

Làm giảm hiệu suất truyền động:

• Backlash làm mất năng lượng do chuyển động rỗng (không truyền lực) trong khoảng hở, khiến hiệu suất của hộp số giảm tốc không đạt tối ưu.

Hộp số giảm tốc Apex Dynamics

=> Độ rơ có thể là vấn đề nghiêm trọng trong việc kiểm soát chuyển động điểm cuối, do độ phân giải hạn chế của cảm biến góc trục đầu ra của hộp số khi sử dụng bộ mã hóa gắn vào trục động cơ (đầu vào của hộp số).

Tuy nhiên, backlash cũng có một số lợi ích không thể phủ nhận như:

• Backlash giúp các bánh răng có khoảng hở nhỏ để tránh bị kẹt hoặc nứt vỡ do giãn nở nhiệt.

• Một mức backlash nhỏ có thể giảm ma sát giữa các bánh răng, đặc biệt trong các hệ thống yêu cầu vận hành liên tục với tải nặng.

Chính vì vậy mà trong các loại hộp số giảm tốc luôn tồn tại một giá trị độ rơ, độ rơ càng nhỏ, độ chính xác của hộp số càng cao và giá thành của nó càng cao.

Và có một điều cần lưu ý rằng là độ rơ thường tăng theo số lượng các giai đoạn bánh răng. Nghĩa là hộp số giảm tốc 3 cấp sẽ có độ rơ lớn hơn hộp số 2 cấp và 1 cấp.

Kết luận

Backlash trong hộp số giảm tốc là một yếu tố quan trọng cần kiểm soát chặt chẽ. Mức backlash thấp giúp cải thiện độ chính xác và hiệu suất trong các ứng dụng yêu cầu cao, trong khi một mức backlash vừa phải có thể cần thiết để giảm ma sát hoặc bù trừ giãn nở nhiệt trong một số trường hợp. Việc lựa chọn, thiết kế và bảo trì hộp số phù hợp là cách tốt nhất để tối ưu hóa hiệu suất và tuổi thọ của hệ thống.