درک لقی در چرخدندهها و کوپلینگها
تعریف: بکلش چیست؟
واکنش شدید (که به آن لقی یا لقی نیز گفته میشود) فاصله یا شکاف بین اجزای جفت شونده در درایوهای مکانیکی است که معمولاً به فاصله مماسی بین دندانههای چرخدنده درگیر هنگامی که یک چرخدنده ثابت نگه داشته میشود و چرخدنده جفت شونده به جلو و عقب میچرخد، اشاره دارد. این نشان دهنده میزان “حرکت از دست رفته” یا لقی آزاد در سیستم است - مسافتی که چرخدنده محرک میتواند قبل از درگیر شدن چرخدنده متحرک در جهت مخالف بچرخد.
مقداری لقی ضروری و عمدی است و فضایی برای روانکاری، ایجاد انبساط حرارتی و جلوگیری از چسبندگی دندانهها فراهم میکند. با این حال، لقی بیش از حد ناشی از سایش باعث ایجاد بارگذاری ضربهای، سر و صدا، خطاهای موقعیتیابی و ... میشود. لرزش مشکلات، به ویژه در ماشین آلات دقیق و کاربردهای درایو معکوس.
هدف از واکنش شدید
توابع ضروری
- فضای روانکاری: اجازه میدهد تا لایه روانکننده بین دندانها تشکیل شود
- انبساط حرارتی: با افزایش دما، طول دندانههای چرخدنده را افزایش میدهد
- تلرانسهای تولیدی: امکان مونتاژ با وجود تغییرات کوچک در فاصله دندانهها
- از اتصال جلوگیری میکند: تضمین میکند که دندانهها تحت بار یا افزایش دما گیر نمیکنند
مقادیر معمول لقی
- چرخ دنده های دقیق: ۰.۰۵-۰.۱۵ میلیمتر (۰.۰۰۲-۰.۰۰۶ اینچ)
- چرخ دنده های صنعتی: ۰.۲-۰.۸ میلیمتر (۰.۰۰۸-۰.۰۳۰ اینچ)
- ماشین آلات سنگین: ۱.۰-۳.۰ میلیمتر (۰.۰۴۰-۰.۱۲۰ اینچ)
- قاعده کلی: فاصله مرکز چرخدندههای صنعتی: 0.04-0.08%
روشهای اندازهگیری
اندازهگیری مستقیم
- روش سنجش فیلر: سنجههای فیلر را بین دندانهها در خط گام قرار دهید
- روش نشانگر شماره گیری: یک چرخدنده را نگه دارید، چرخدنده دیگر را به جلو و عقب بچرخانید، میزان جابجایی را در خط گام اندازهگیری کنید
- اندازهگیری مختصات: اندازهگیری دقیق هر دو چرخدنده، محاسبه لقی نظری
- سنجه لقی: ابزارهای تخصصی برای تولید یا بازرسی
ارزیابی عملیاتی
- به صدای تقتق یا تقتق (واکنش شدید) گوش دهید.
- حرکت شفت را هنگام معکوس کردن بار مشاهده کنید
- اندازهگیری خطای موقعیتیابی در سیستمهای سروو
- تحلیل ارتعاش که الگوهای مرتبط با ضربه را نشان میدهد
مشکلات ناشی از لقی بیش از حد
بارگذاری ضربهای و ارتعاش
- وقتی بار معکوس میشود، دندانهها از هم جدا شده و سپس ضربه میزنند
- بارهای ضربهای و ارتعاشات ضربهای ایجاد میکند
- فرکانس در نرخ معکوس بار
- خستگی و ساییدگی دندانههای دنده را تسریع میکند
- صدای ضربه یا کوبیدن مشخصی تولید میکند
خطاهای موقعیتیابی
- در سیستمهای سروو یا تجهیزات موقعیتیابی، لقی باعث ایجاد “منطقه مرده” میشود.”
- شفت خروجی به تغییرات کوچک ورودی پاسخ نمیدهد
- خطای موقعیتیابی برابر است با مقدار لقی
- حیاتی برای ماشینهای ابزار CNC، رباتیک، ابزار دقیق
نویز
- صدای تقتق ناشی از برخورد دندانهها در هنگام نوسانات بار
- به ویژه در کاربردهای بار متغیر مشکلساز است
- با افزایش لقی ناشی از سایش، بدتر میشود
کاهش سختی سیستم
- واکنش شدید باعث ایجاد انطباق در سیستم انتقال قدرت میشود
- کاهش سختی پیچشی مؤثر
- بر عملکرد سیستم کنترل تأثیر میگذارد
- میتواند باعث بیثباتی در سیستمهای کنترل فیدبک شود
علل واکنش شدید بیش از حد
لباس معمولی
- کنارههای دندانه در اثر تماس لغزشی ساییده میشوند
- افزایش تدریجی واکنشهای منفی در طول سالها
- حالت سایش مورد انتظار در تمام چرخ دنده ها
- نرخ بستگی به بار، روغن کاری، تمیزی دارد
سایش تسریعشده
- آلودگی ناشی از مواد ساینده: ذراتی که به عنوان ترکیب لپینگ عمل میکنند
- روغن کاری ناکافی: تماس مرزی باعث تسریع سایش میشود
- اضافه بار: بارهای بیش از حد دندان
- ناهمترازی: بارگذاری لبهای، سایش متمرکز
خطاهای طراحی یا نصب
- مشخصات نادرست فاصله مرکز
- جفت شدن اشتباه چرخ دندهها (پروفایلهای ناهماهنگ)
- انبساط حرارتی به اندازه کافی در نظر گرفته نشده است
- تلرانسهای تولید خیلی سست هستند
تشخیص ارتعاش
ویژگیهای ارتعاش
- تأثیرگذار: تکانههای شدید در شکل موج زمانی در معکوس شدن بار
- هارمونیکهای چندگانه: بارگذاری ضربهای، فرکانسهای چندگانه را تحریک میکند
- وابسته به بار: لرزش با بارگذاری گشتاور تغییر میکند
- مولفه مستقل از سرعت: فرکانس ضربه بر اساس نرخ تغییر بار، نه سرعت شفت
تمایز واکنش منفی از سایر مسائل
- در مقابل لباسهای عمومی: لقی باعث ایجاد ضربه میشود؛ سایش باعث ایجاد سطحی صاف اما مرتفع میشود جی ام اف
- در مقابل شکستگی دندان: دندانه شکسته در هر دور یک ضربه ایجاد میکند؛ لقی در هر چرخه بارگذاری چندین ضربه ایجاد میکند
- در مقابل شل بودن: لقی مربوط به داخل چرخدندهها است؛ لقی در یاتاقانها یا پایهها است
اصلاح و مدیریت
روشهای تنظیم
- کاهش فاصله مرکز: چرخ دنده ها را به هم نزدیک تر کنید (در صورت تنظیم بودن)
- تنظیم شیم: برای قرار دادن صحیح چرخ دنده ها از واشر استفاده کنید
- چرخ دنده های ضد لقی: چرخ دنده های تقسیم شده با بارگذاری فنری که لقی را از بین می برد
- پیش بارگذاری: اعمال نیروی کم برای حفظ تماس دندانهها
جایگزینی
- وقتی لقی چرخدندههای فرسوده از حد مجاز بیشتر شد، آنها را تعویض کنید.
- هر دو چرخ دنده جفت شونده را با هم تعویض کنید (با هم ساییده شوند)
- برای بهبود مقاومت در برابر سایش، مواد یا پوششهای ارتقا یافته را در نظر بگیرید
امکانات عملیاتی
- در صورت امکان از واژگونی مکرر بار خودداری کنید
- کنترل نرخ اعمال بار برای به حداقل رساندن ضربه
- مقداری لقی را به عنوان حالت عادی بپذیرید (توری را بیش از حد سفت نکنید)
- در سیستمهای سروو، جبرانسازی در نرمافزار کنترل
لقی یک ویژگی ضروری در چرخدندهها است که فقط زمانی مشکلساز میشود که بیش از حد باشد. درک مشخصات لقی مناسب، اندازهگیری و علائم لقی بیش از حد، امکان نگهداری مؤثر گیربکس، زمان تعویض مناسب و عیبیابی صحیح مشکلات ارتعاش و صدا در ماشینآلات دندهای را فراهم میکند.