Thiết kế giá đỡ đơn so với thiết kế giá đỡ kép

So với các cơ cấu chuyển đổi khác để chuyển đổi lực tuyến tính thành mô-men xoắn quay, bộ truyền động bánh răng và thanh răng cung cấp phạm vi mô-men xoắn và tốc độ quay rộng nhất. Chúng có hiệu suất cơ học cao và mô-men xoắn mà chúng có thể tạo ra nằm trong khoảng từ vài Nm đến hàng nghìn Nm.

Tuy nhiên, một nhược điểm tiềm tàng của thiết kế bánh răng và thanh răng là độ rơ. Độ rơ xảy ra khi các bánh răng thanh răng và bánh răng trụ không hoàn toàn thẳng hàng và có một khe hở nhỏ giữa mỗi khớp nối bánh răng. Sự lệch lạc này có thể gây mài mòn các bánh răng trong suốt vòng đời của bộ truyền động, từ đó làm tăng độ rơ.

Cơ cấu thanh răng kép sử dụng một cặp thanh răng ở hai phía đối diện của bánh răng trụ. Điều này giúp loại bỏ độ rơ do lực phản kháng và cũng làm tăng gấp đôi mô-men xoắn đầu ra của cơ cấu, đồng thời tăng hiệu suất cơ học của hệ thống. Trong bộ truyền động tác động kép được thể hiện trong Hình 3, hai buồng ở hai bên được nạp khí nén, đẩy các piston về vị trí trung tâm, và để đưa các piston trở lại vị trí ban đầu, buồng ở giữa lại được nạp khí nén.

Chức năng

Các bộ truyền động khí nén bánh răng và thanh răng có thể là loại tác động đơn hoặc tác động kép. Các bộ truyền động này cũng có thể cung cấp nhiều điểm dừng.

Tác động đơn vs. Tác động kép

Trong bộ truyền động tác động đơn, không khí chỉ được cung cấp cho một phía của piston và chịu trách nhiệm cho chuyển động của piston chỉ theo một hướng. Chuyển động của piston theo hướng ngược lại được thực hiện bởi một lò xo cơ học. Bộ truyền động tác động đơn tiết kiệm khí nén, nhưng chỉ thực hiện công việc theo một hướng. Một nhược điểm của xi lanh tác động đơn là lực đầu ra không nhất quán trong suốt hành trình do lực lò xo ngược chiều. Hình 4 thể hiện một bộ truyền động quay khí nén hai thanh răng tác động đơn.

Trong bộ truyền động tác động kép, không khí được cung cấp vào các buồng ở cả hai phía của pít-tông. Áp suất không khí cao hơn ở một phía có thể đẩy pít-tông sang phía bên kia. Bộ truyền động tác động kép được sử dụng khi cần thực hiện công việc theo cả hai hướng. Hình 5 thể hiện một bộ truyền động quay khí nén tác động kép kiểu thanh răng kép.

Một trong những ưu điểm của xi lanh tác động kép là lực đầu ra không đổi trong toàn bộ phạm vi quay. Nhược điểm của xi lanh tác động kép là chúng cần khí nén để chuyển động theo cả hai hướng và thiếu vị trí cố định trong trường hợp mất điện hoặc mất áp suất.

Định vị đa dạng

Một số bộ truyền động bánh răng và thanh răng có khả năng dừng ở nhiều vị trí khác nhau trong phạm vi quay bằng cách điều khiển áp suất tại các cửa. Các vị trí dừng có thể theo bất kỳ trình tự nào, cho phép bộ truyền động lựa chọn vượt qua vị trí dừng trung gian.

Bu lông chặn hành trình

Các bu lông chặn hành trình nằm ở bên hông thân bộ truyền động (như trong Hình 6) và cho phép điều chỉnh vị trí cuối của các piston bằng cách hạn chế sự quay của bánh răng trục từ bên trong. Khi lắp đặt bộ truyền động, hãy vặn cả hai bu lông chặn hành trình cho đến khi chúng tiếp xúc với nắp chặn hành trình. Tiếp tục vặn bu lông chặn hành trình bên trái cho đến khi rãnh bánh răng trục có thể nhìn thấy ở phía trên xoay đến vị trí song song với chiều dài của thân bộ truyền động.