Comprensione del gioco negli ingranaggi e negli accoppiamenti

Dispositivi

Equilibratore portatile e analizzatore di vibrazioni Balanset-1A

$2,358.31

Parti di ricambio

Sensore di vibrazioni

$107.47

Parti di ricambio

Sensore ottico (tachimetro laser)

$148.07

Dispositivi

Balanset-4

$8,123.32

Parti di ricambio

Standard magnetico Insize-60-kgf

$54.93

Parti di ricambio

Nastro riflettente

$11.94

Dispositivi

Bilanciatore dinamico "Balanset-1A" OEM

$2,071.73

Definizione: Che cos'è il Backlash?

Gioco (chiamato anche gioco) è il gioco o la distanza tra i componenti di accoppiamento nelle trasmissioni meccaniche, più comunemente riferito al gioco tangenziale tra i denti degli ingranaggi in presa quando un ingranaggio è mantenuto fermo e l'ingranaggio di accoppiamento viene ruotato avanti e indietro. Rappresenta la quantità di "movimento perso" o gioco libero nel sistema, ovvero la distanza che l'ingranaggio conduttore può ruotare prima di ingranare l'ingranaggio condotto nella direzione opposta.

Un certo gioco è necessario e intenzionale, per fornire spazio per la lubrificazione, compensare l'espansione termica e prevenire il bloccaggio dei denti. Tuttavia, un gioco eccessivo dovuto all'usura crea carichi d'impatto, rumore, errori di posizionamento e vibrazione problemi, in particolare nei macchinari di precisione e nelle applicazioni di guida inversa.

Scopo del contraccolpo

Funzioni necessarie

• Spazio di lubrificazione: Permette la formazione di una pellicola lubrificante tra i denti
• Espansione termica: Si adatta all'allungamento dei denti degli ingranaggi con l'aumento della temperatura
• Tolleranze di fabbricazione: Consente il montaggio nonostante piccole variazioni nella spaziatura dei denti
• Previene il legame: Assicura che i denti non si inceppino sotto carico o crescita termica

Valori tipici del gioco

• Ingranaggi di precisione: 0,05-0,15 mm (0,002-0,006 pollici)
• Ingranaggi industriali: 0,2-0,8 mm (0,008-0,030 pollici)
• Macchinari pesanti: 1,0-3,0 mm (0,040-0,120 pollici)
• Regola pratica: 0,04-0,08% di distanza centrale per ingranaggi industriali

Metodi di misurazione

Misurazione diretta

• Metodo dello spessimetro: Inserire gli spessimetri tra i denti sulla linea primitiva
• Metodo dell'indicatore a quadrante: Tenere una marcia, ruotare l'altra avanti e indietro, misurare la corsa sulla linea primitiva
• Misurazione delle coordinate: Misurazione di precisione di entrambi gli ingranaggi, calcolo del gioco teorico
• Misuratore di gioco: Strumenti specializzati per la produzione o l'ispezione

Valutazione operativa

• Ascoltare eventuali rumori o rumori metallici (eccessivo contraccolpo)
• Osservare il movimento dell'albero quando il carico è invertito
• Misurare l'errore di posizionamento nei sistemi servo
• Analisi delle vibrazioni che mostra modelli correlati all'impatto

Problemi dovuti a gioco eccessivo

Carico d'impatto e vibrazioni

• Quando il carico si inverte, i denti si separano e poi impattano
• Crea carichi d'urto e vibrazioni impulsive
• Frequenza al tasso di inversione del carico
• Accelera l'affaticamento e l'usura dei denti degli ingranaggi
• Produce un rumore caratteristico di battito o battito

Errori di posizionamento

• Nei sistemi servo o nelle apparecchiature di posizionamento, il gioco crea una “zona morta”
• L'albero di uscita non risponde a piccole variazioni di input
• L'errore di posizionamento è uguale alla quantità di gioco
• Fondamentale per macchine utensili CNC, robotica, strumenti di precisione

Rumore

• Rumori causati dai denti che impattano durante le fluttuazioni del carico
• Particolarmente problematico nelle applicazioni a carico variabile
• Peggiora con l'aumento del gioco dovuto all'usura

Rigidità del sistema ridotta

• Il gioco crea conformità nella trasmissione
• Riduce la rigidità torsionale effettiva
• Influisce sulle prestazioni del sistema di controllo
• Può causare instabilità nei sistemi di controllo del feedback

Cause di un gioco eccessivo

Usura normale

• Usura dei fianchi dei denti dovuta al contatto di scorrimento
• Graduale aumento della reazione negativa nel corso degli anni
• Modalità di usura prevista in tutti gli ingranaggi
• La velocità dipende dal carico, dalla lubrificazione, dalla pulizia

Usura accelerata

• Contaminazione abrasiva: Particelle che agiscono come composto di lappatura
• Lubrificazione inadeguata: Usura accelerata dal contatto al contorno
• Sovraccarico: Carichi eccessivi sui denti
• Disallineamento: Usura concentrata del carico sui bordi

Errori di progettazione o installazione

• Specifica della distanza centrale errata
• Abbinamento errato degli ingranaggi (profili non corrispondenti)
• La dilatazione termica non è stata adeguatamente considerata
• Tolleranze di fabbricazione troppo larghe

Diagnosi delle vibrazioni

Caratteristiche di vibrazione

• Impatto: Impulsi acuti in forma d'onda del tempo alle inversioni di carico
• Armoniche multiple: Il carico d'impatto eccita più frequenze
• Dipendente dal carico: La vibrazione varia in base al carico di coppia
• Componente indipendente dalla velocità: Frequenza di impatto basata sul tasso di variazione del carico, non sulla velocità dell'albero

Distinguere la reazione negativa da altri problemi

• vs. usura generale dell'attrezzatura: Il gioco crea impatti; l'usura crea una superficie liscia ma elevata GMF
• vs. Rottura dei denti: Un dente rotto crea un impatto una volta per rivoluzione; il gioco crea impatti multipli per ciclo di carico
• vs. Allentamento: Il gioco è interno agli ingranaggi; l'allentamento è nei cuscinetti o nei supporti

Correzione e gestione

Metodi di regolazione

• Riduzione della distanza centrale: Avvicinare gli ingranaggi (se regolabili)
• Regolazione dello spessore: Utilizzare spessori per posizionare correttamente gli ingranaggi
• Ingranaggi anti-gioco: Ingranaggi divisi con caricamento a molla che elimina il gioco
• Precarico: Applicare un leggero carico mantenendo il contatto dei denti

Sostituzione

• Sostituire gli ingranaggi usurati quando il gioco supera le specifiche
• Sostituire entrambi gli ingranaggi di accoppiamento insieme (usura congiunta)
• Prendi in considerazione materiali o rivestimenti migliorati per una maggiore resistenza all'usura

Sistemazioni operative

• Se possibile, evitare frequenti inversioni di carico
• Controllare la velocità di applicazione del carico per ridurre al minimo l'impatto
• Accettare un po' di gioco come di consueto (non stringere troppo la maglia)
• Nei sistemi servo, compensare nel software di controllo

Il gioco è una caratteristica necessaria delle trasmissioni a ingranaggi, che diventa problematica solo quando è eccessivo. Conoscere le specifiche e le misurazioni corrette del gioco e i sintomi di un gioco eccessivo consente un'efficace manutenzione del riduttore, una corretta tempistica di sostituzione e una corretta risoluzione dei problemi di vibrazioni e rumore nei macchinari a ingranaggi.

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