ການດັດແປງແລະການວິເຄາະການສຳຜັດຂອງຟັນ: ຫົວໃຈຂອງການສົ່ງຜ່ານທີ່ແທດເຈາະ

1. ເປັນຫຍັງໂຟມີຈຶ່ງຕ້ອງມີການປັບປຸງ?

• ຄວາມຜິດພາດໃນການຜະລິດ ແລະ ການຕິດຕັ້ງ : ຂໍໍ້ບົກຜ່ອງຂອງມິຕິໃນຂະບວນການປຸງແຕ່ງຟັນລົດ ຫຼື ການຈັດຕຳແໜ່ງບໍ່ຖືກຕ້ອງໃນຂະນະປະກອບເຄື່ອງຈະເຮັດໃຫ້ການສຳຜັດຟັນລົດບໍ່ສະເໝີ.
• ການບິດເບືອນຢືດຫຍຸ່ນ : ໃຕ້ພາລະບົກ, ຟັນລົດ ແລະ ແກນລ້ອນຈະຖືກດັດ ຫຼື ບິດເບືອນ, ເຮັດໃຫ້ການສຳຜັດເຄື່ອນທີ່ໄປຈາກຕຳແໜ່ງເດີມ.
• ການກະທົບເຄື່ອນໄຫວ : ໃນຂະນະທີ່ຟັນລົດສຳຜັດກັນແລ້ວແຍກອອກ, ການປ່ຽນແປງຕຳແໜ່ງການສຳຜັດຢ່າງສັບພັນຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການກະທົບ, ທຳລາຍຊັ້ນນ້ຳມັນ ແລະ ອາດເຮັດໃຫ້ຟັນລົດເສຍຫາຍຈາກອຸນຫະພູມສູງ.

2. ປະເພດຂອງການປັບປຸງຟັນລົດ

ລາຍລະອຽດສຳຄັນຂອງການປັບປຸງທີ່ນິຍົມ

• ການປັບປຸງຮ່ອງແຂ້ຍ : ມຸ່ງເນັ້ນໃນທິດທາງຄວາມກ້ວາງຂອງແຂ້ວ. ການປັບຮູບແບບແຂ້ວ (ການດັດແປງໃຫ້ມີຮູບຊັນກ່ອງ) ແມ່ນເປັນສິ່ງທີ່ພົບທົ່ວໄປທີ່ສຸດ - ມັນສ້າງຮູບຊັນກ່ອງເບົາໆໃນຜິວແຂ້ວເພື່ອຊົດເຊີຍການຄົດຂອງເພົາໃຕ້ພະລັງງານ, ຮັບປະກັນການສຳຜັດຢ່າງສະເໝີພາບ. ສູດຄຳນວນຈຳນວນການປັບຮູບແບບແຂ້ວທົ່ວໄປແມ່ນ: \(C_β = 0.5 × 10^{-3}b + 0.02m_n\) (ເຊິ່ງ ບ = ຄວາມກ້ວາງຂອງແຂ້ວໃນຫນ່ວຍ mm; \(m_n\) = ໂມດູນປົກກະຕິໃນຫນ່ວຍ mm).
• ການປັບປຸງຮູບຮ່າງແຂ້ຍ : ປັບປຸງໃນທິດທາງຄວາມສູງຂອງແຂ້ວ. ມັນປະກອບມີການດັດແປງຍາວ (ຈາກການເຂົ້າລົງຂອງແຂ້ວຈົນເຖິງການປ່ຽນແປງລະຫວ່າງແຂ້ວດຽວ/ແຂ້ວຄູ່) ແລະ ການດັດແປງສັ້ນ (ເຄິ່ງໜຶ່ງຂອງຄວາມຍາວການດັດແປງຍາວ). ໂລຫະເຟືອງທົ່ວໄປນິຍົມໃຊ້ການດັດແປງສັ້ນເພື່ອປະສິດທິພາບທີ່ດີຂຶ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ເຟືອງຢາງມັກໃຊ້ການດັດແປງຍາວ.
• ການປັບປຸງແບບປະສົມ : ປະສົມປະສານການດັດແປງແຂ້ວຕາມຮ່ອງແລະຮູບແບບ. ສຳລັບສະຖານະການສັບຊ້ອນເຊັ່ນ: ກ່ອງເຟືອງລົມ, ວິທີການນີ້ສາມາດດຸ່ນດ່ຽງການແຈກຈ່າຍພະລັງງານ, ລົດຜົນກະທົບ, ແລະ ຄວາມສະຖຽນລະພາບແບບໄດນາມິກ, ເຊິ່ງໃຫ້ຜົນໄດ້ຮັບດີກ່ວາການດັດແປງດ້ວຍຕົນມັນເອງ.

3. ຫຼັກການອອກແບບສຳລັບການດັດແປງທີ່ມີປະສິດທິພາບ

1. ຫຼັກການຊົດເຊີຍພາລະບົກ : ຈຳນວນປັບປຸງ ≈ ການບິດເນື່ອງຍືດຫຍຸ່ນ + ຂໍ້ຜິດພາດໃນການຜະລິດ, ຮັບປະກັນໃຫ້ແຜ່ນຟັນສາມາດເຂົ້າກັນໄດ້ຢ່າງແນ່ນອນພາຍໃຕ້ພາລະບົກທີ່ແທ້ຈິງ.
2. ຫຼັກການຄວາມສະຫງົບຂອງການເຄື່ອນໄຫວ : ຂໍ້ຜິດພາດໃນການສົ່ງຜ່ານ (Transmission error) ຈາກຈຸດສູງສຸດໄປຈົນຈຸດຕ່ຳສຸດ ≤ 1μm/ຊັ້ນ, ລົດການສັ່ນສະເທືອນທີ່ເກີດຂື້ນໃຫ້ໜ້ອຍທີ່ສຸດ.
3. ຫຼັກການດຸ່ນດ່ຽງໃນການສຳຜັດ : ອັດຕາສ່ວນເນື້ອທີ່ສຳຜັດ ≥ 60%, ກຳຈັດການລວມໂທດຂອງຄວາມເຄັ່ງຕຶງ.

4. ການວິເຄາະການສຳຜັດໃນການແຊກຊ້ອນ: ການປະເມີນຜົນຂອງການປັບປຸງ

ທິດສະດີ ແລະ ວິທີການພື້ນຖານ

• ທິດສະດີການສຳຜັດເຮີດ (Hertz contact theory) ຄິດໄລ່ຄວາມກ້ວາງຂອງການສຳຜັດແລະການແຈກຢາຍຄວາມເຄັ່ງຕຶງລະຫວ່າງພື້ນຜິວແຂ້ວ, ເຊິ່ງເປັນພື້ນຖານສຳລັບການວິເຄາະຄວາມເຄັ່ງຕຶງ
• ວິທີການວິເຄາະຕົວເລກ :
  • ວິທີການວິເຄາະ: ວ່ອງໄວແຕ່ປະມານຄ່າ, ເໝາະສຳລັບການປະເມີນຄ່າເບື້ອງຕົ້ນ
  • ວິທີອົງປະກອບຈຳກັດ: ຄວາມແທ້ຈິງສູງ, ເໝາະສຳລັບການວິເຄາະຄວາມເຄັ່ງຕຶງລະອຽດ
  • ວິທີຊາຍແດນ: ມີປະສິດທິພາບສຳລັບການຄິດໄລ່ຄວາມເຄັ່ງຕຶງຂອງການສຳຜັດ
  • ຊີວະພາບຫຼາຍສ່ວນ: ປະເມີນການດຳເນີນງານແບບໄດນາມິກຂອງລະບົບພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການດຳເນີນງານ

ຕົວຊີ້ວັດປະເມີນຜົນສຳຄັນ

• ຄວາມເຄັ່ງຕຶງສຳຜັດສູງສຸດ (σHmax) : ສຳພັນກົງກັບອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງພື້ນຜິວແຂ້ວທີ່ເກີດຄວາມເຄັ່ງຕຶງ
• ຕົວແປຮູບຊົງຂອງພື້ນທີ່ສຳຜັດ (λ) : ອັດຕາສ່ວນຍາວ-ກ້ວາງຂອງພື້ນທີ່ສຳຜັດ, ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຄວາມສະເໝີພາບຂອງພະລັງງານ.
• ຄວາມຜິດພາດໃນການສົ່ງຜ່ານ (TE) : ພື້ນທີ່ເພີ່ມເຕີມທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການແຊກໄຟລົງເນື່ອງຈາກການບິດຮູບແບບ/ຄວາມຜິດພາດ, ເຊິ່ງເປັນແຫຼ່ງສຳຄັນຂອງການສັ່ນ.

5. ຜົນກະທົບໃນການປັບປຸງ: ກໍລະນີສຶກສາ

• ກ່ອງເກຍພະລັງງານລົມ (ຄວາມກ້ວາງຂອງແຂ້ວ 200ມມ) : ດ້ວຍການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການປັບປຸງ (0→30ມມ), ຄວາມເຄັ່ງເຍືອງສຳຜັດສູງສຸດຫຼຸດລົງຈາກ 1250MPa ເປັນ 980MPa, ແລະ ອັດຕາການສັ່ນແທນຫຼຸດລົງຈາກ 15.2m/s² ເປັນ 9.5m/s².
• ກ່ອງເກຍລົດຍົນ (module 3.5) : ການປັບປຸງຮູບແບບແປດຄູ່ຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບລົງ 35% ແລະ ສຽງລົບ 3.2dB; ການປັບປຸງເສັ້ນໂຄ້ງລະດັບສູງສຳເລັດການຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບລົງ 52%.
• ເກຍຍານອະວະກາດ : ການປັບປຸງແບບປະສົມປະສານ ສາມາດຫຼຸດຄວາມບໍ່ສະເໝີຂອງຄວາມເຄັ່ງເຍື່ອງຈາກ 58% ມາເປັນ 22%, ຄວາມຜິດພາດຂອງການສົ່ງຜ່ານ (Transmission error peak-to-peak) ຈາກ 2.4μm ມາເປັນ 1.1μm, ແລະ ພະລັງງານຂອງການສັ່ນສະເທືອນທີ່ 2000rpm ໂດຍ 68%

6. ການນຳໃຊ້ແລະການຢັ້ງຢືນດ້ານວິສະວະກຳ

• ວິທີການທົດສອບແບບສະຖິດ (Static imprint method) : ໃຊ້ສີແດງນຳ (10-20μm thick) ທີ່ຄວາມກົດດັນ 30% ຂອງຄ່າທີ່ກຳນົດໄວ້ ເພື່ອສັງເກດເບິ່ງບໍລິເວນທີ່ສຳຜັດກັນ.
• ລະບົບການທົດສອບແບບໄດນາມິກ (Dynamic testing systems) : ສັນຍານວັດແທກການເຄື່ອນທີ່ດ້ວຍເສັ້ນໄຍແສງສະຫວ່າງ (0.1μm resolution) ແລະ ເຄື່ອງວັດອຸນຫະພູມແສງແດງຄວາມໄວສູງ (1kHz sampling) ສຳລັບການຕິດຕາມກວດກາການແຊກແຊງກັນແບບທັນເວລາ.

• ເຄື່ອງຫຼຸດລົງຂອງລົດໄຟຟ້າ (Electric vehicle reducers) : ການປັບປຸງຮູບຮ່າງທີ່ບໍ່ສະເໝີກັນ (+5μm ທີ່ດ້ານການໂຫຼດ) ແລະ ການເຊີນແຊມເຟີ (chamfers) ທີ່ປາຍແຂ້ວ 30°×0.2mm ສາມາດຫຼຸດສຽງລົບກວນລົງ 7.5dB(A) ແລະ ພັດທະນາປະສິດທິພາບຂຶ້ນ 0.8%.
• ກ່ອງເກຍນ້ຳມັນ : ການເຮັດ crowning ຂະໜາດໃຫຍ່ (40μm) ແລະ ການປັບແກ້ມຸມເສັ້ນລວງສົມທົບ (β'=β+0.03°) ສາມາດປັບປຸງຄວາມສະເໝີພາບຂອງຄວາມເຄັ່ງເຄຍດ້ານການສຳຜັດໃຫ້ຕ່ຳກວ່າ 15% ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານໄດ້ຫຼາຍຂຶ້ນເຖິງ 2.3 ເທົ່າ

ສະຫຼຸບ

• ຈຳນວນ crowning ທີ່ດີທີ່ສຸດມັກຈະເທົ່າກັບ 1.2-1.5 ເທົ່າຂອງການບິດງໍທາງທີ່ເກີດຂື້ນ
• ການປັບປຸງແບບປະສົມດີກ່ວາການປັບປຸງແບບດຽວກັນ 30-50%
• ການປັບປຸງຕ້ອງອີງໃສ່ຂໍ້ມູນກຳລັງທີ່ແທ້ຈິງ ແລະ ຕ້ອງໄດ້ຮັບການຢັ້ງຢືນຜ່ານການທົດສອບພື້ນທີ່ການສຳຜັດ