기어 및 커플링의 백래시 이해
정의: 백래시란 무엇인가?
백래시 (래시 또는 플레이라고도 함)는 기계식 구동 장치에서 맞물리는 부품 사이의 간극 또는 틈새로, 일반적으로 한쪽 기어가 고정된 상태에서 맞물리는 기어가 앞뒤로 회전할 때 맞물리는 기어 이빨 사이의 접선 방향 간극을 의미합니다. 이는 시스템에서 "손실 운동" 또는 자유 유격의 양을 나타내며, 구동 기어가 피구동 기어와 반대 방향으로 맞물리기 전에 회전할 수 있는 거리를 나타냅니다.
어느 정도의 백래시는 윤활을 위한 공간을 제공하고, 열 팽창을 수용하며, 치아 결합을 방지하기 위해 필요하고 의도적인 것입니다. 그러나 마모로 인한 과도한 백래시는 충격 하중, 소음, 위치 오차를 발생시킵니다. 진동 특히 정밀 기계 및 역전 구동 응용 분야에서 문제가 발생합니다.
백래시의 목적
필수 기능
- 윤활 공간: 치아 사이에 윤활막을 형성할 수 있습니다.
- 열팽창: 온도 상승에 따른 기어 이빨 길이 증가에 대응
- 제조 허용 오차: 작은 이빨 간격 변화에도 조립이 가능합니다.
- 바인딩 방지: 하중이나 열 성장으로 인해 치아가 끼지 않도록 보장합니다.
일반적인 백래시 값
- 정밀 기어: 0.05-0.15mm(0.002-0.006인치)
- 산업용 기어: 0.2-0.8mm(0.008-0.030인치)
- 중장비: 1.0-3.0mm(0.040-0.120인치)
- 경험의 법칙: 산업용 기어의 중심거리 0.04-0.08%
측정 방법
직접 측정
- 필러 게이지 방법: 피치 라인의 이빨 사이에 필러 게이지를 삽입합니다.
- 다이얼 표시기 방식: 한 기어를 잡고 다른 기어를 앞뒤로 회전시켜 피치 라인에서 이동 거리를 측정합니다.
- 좌표 측정: 두 기어의 정밀 측정, 이론적 백래시 계산
- 백래시 게이지: 생산 또는 검사를 위한 특수 도구
운영 평가
- 덜거덕거리는 소리나 덜커덕거리는 소리(과도한 반동)를 들어보세요.
- 부하가 반전될 때 샤프트의 움직임을 관찰하세요
- 서보 시스템의 위치 오차 측정
- 충격 관련 패턴을 보여주는 진동 분석
과도한 반발로 인한 문제
충격 하중 및 진동
- 하중이 역전되면 이가 분리되어 충격을 받습니다.
- 충격 하중과 충격 진동을 생성합니다.
- 부하 반전 속도에서의 주파수
- 기어 이빨 피로 및 마모를 가속화합니다.
- 특징적인 두드리는 소리나 두드리는 소리가 납니다.
위치 오류
- 서보 시스템이나 위치 장비에서 백래시는 "데드 존"을 생성합니다.“
- 출력 샤프트가 작은 입력 변화에 반응하지 않습니다.
- 위치 오차는 백래시 양과 같습니다.
- CNC 공작 기계, 로봇 공학, 정밀 기기에 필수
소음
- 하중 변동 시 치아가 충격을 받아 덜거덕거리는 소리
- 특히 가변 부하 응용 분야에서 문제가 됨
- 마모로 인한 백래시가 증가함에 따라 악화됨
시스템 강성 감소
- 백래시는 구동계에 컴플라이언스를 생성합니다.
- 효과적인 비틀림 강성을 감소시킵니다.
- 제어 시스템 성능에 영향을 미칩니다
- 피드백 제어 시스템에서 불안정성을 유발할 수 있습니다.
과도한 반발의 원인
정상적인 마모
- 치아 측면은 미끄럼 접촉으로 인해 마모됩니다.
- 수년에 걸쳐 반발이 점차 증가
- 모든 기어링에서 예상되는 마모 모드
- 요금은 부하, 윤활, 청결도에 따라 달라집니다.
가속 마모
- 연마 오염: 래핑 화합물로 작용하는 입자
- 부적절한 윤활: 경계 접촉으로 인한 마모 가속
- 과부하: 과도한 치아 하중
- 정렬 불량: 에지 로딩 집중 마모
설계 또는 설치 오류
- 잘못된 중심 거리 지정
- 잘못된 기어 페어링(프로파일 불일치)
- 열팽창이 적절히 고려되지 않음
- 제조 허용 오차가 너무 느슨함
진동 진단
진동 특성
- 영향을 미치는: 날카로운 충동 시간 파형 부하 반전 시
- 다중 고조파: 충격 하중은 여러 주파수를 자극합니다.
- 부하에 따라 다름: 진동은 토크 부하에 따라 달라집니다.
- 속도 독립 구성 요소: 샤프트 속도가 아닌 하중 변화율에 따른 충격 주파수
반발과 다른 문제 구별하기
- vs. 일반 장비 마모: 백래시는 충격을 발생시키고 마모는 부드럽지만 높은 수준을 발생시킵니다. 지엠에프
- vs. 치아 파손: 부러진 이빨은 회전당 한 번의 충격을 발생시키고, 백래시는 하중 사이클당 여러 번의 충격을 발생시킵니다.
- vs. 느슨함: 백래시는 기어 내부에 존재하고 느슨함은 베어링이나 마운트에 존재합니다.
교정 및 관리
조정 방법
- 중심 거리 감소: 기어를 더 가깝게 이동하세요(조절 가능한 경우)
- 심 조정: 심을 사용하여 기어를 올바른 위치에 놓으세요
- 백래시 방지 기어: 스프링 로딩을 통한 분할 기어로 플레이 제거
- 예압: 치아 접촉을 유지하면서 약간의 하중을 가하세요.
대사
- 백래시가 사양을 초과하면 마모된 기어를 교체하십시오.
- 두 개의 맞물리는 기어를 함께 교체합니다(함께 마모됨)
- 내마모성을 개선하기 위해 업그레이드된 소재나 코팅을 고려하세요.
운영상의 편의 시설
- 가능하면 잦은 부하 반전을 피하십시오.
- 영향을 최소화하기 위해 하중 적용 속도를 제어합니다.
- 평소와 같이 약간의 백래시를 허용하세요(메시를 너무 조이지 마세요)
- 서보 시스템에서는 제어 소프트웨어에서 보상합니다.
백래시는 기어 구동 장치의 필수 요소이지만, 과도할 때만 문제가 됩니다. 적절한 백래시 규격, 측정값, 그리고 과도한 백래시 발생 증상을 이해하면 기어박스를 효과적으로 유지 관리하고, 적절한 교체 시기를 정하고, 기어드 기계의 진동 및 소음 문제를 적절하게 해결할 수 있습니다.
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