Разбирање на зазорот кај запчаниците и спојките
Зазор (наречен и мртов од или празен од) е зазорот или растојанието меѓу спрегнатите компоненти во механичките преноси — најчесто тангенцијалниот зазор меѓу забите на спрегнатите запчаници кога едниот запчаник се држи неподвижен, а спрегнатиот се ниша напред-назад. Тоа е количината на “изгубено движење” или слободен од во системот: растојанието што погонскиот запчаник може да го изврти пред да го зафати погонетиот запчаник во спротивна насока. Мал, намерно внесен backlash е неопходен за здраво работење на запчаниците, но кога ќе се зголеми поради абење, станува извор на ударни оптоварувања, бучава, грешка во позиционирањето и вибрации.
1. Дефиниција: Што е backlash?
Кај двојка запчаници, backlash најпрецизно се дефинира како зазорот измерен долж линијата на дејство — или еквивалентно, тангенцијалниот празен од на делбената линија — што му дозволува на едниот заб малку да се помести во просторот на спрегнатиот заб пред да се воспостави контакт. Задржете го едниот запчаник неподвижен и залулајте го другиот, а аголот што слободно го поминува пред да се допрат боковите е директен израз на присутниот backlash.
Истата идеја се протега и надвор од запчаниците. Спојките, ожлебените (сплајн) врски, водечките завртки, преносите со запчаник и запчеста летва и секоја забеста или клинеста врска имаат извесен мртов од. Клучното е дека извесен backlash е неопходен и намерен: тој дава простор за создавање филм од мазиво, го прима термичкото ширење на забите, ги апсорбира производствените толеранции и спречува заглавување на забите под оптоварување. Backlash станува дефект дури кога ќе се зголеми над својата проектна вредност — во тој момент се однесува како локализирана форма на механичко разлабавување внатре во запчестиот склоп.
2. Намена и типични вредности
Зошто backlash се вградува во конструкцијата
- Простор за подмачкување: овозможува да се создаде маслен филм меѓу оптоварениот и неоптоварениот бок на забот.
- Термичко ширење: го прима издолжувањето на забите како што менувачот се загрева до работна температура.
- Производни толеранции: овозможува двојката да се склопи и покрај малите отстапувања во дебелината и растојанието на забите.
- Спречува заглавување: гарантира дека забите никогаш нема да се заглават под оптоварување или термичко ширење, што би предизвикало нагло зголемување на триењето и топлината.
Типични вредности на зазорот
- Прецизни запчаници: 0.05–0.15 mm (0.002–0.006 in).
- Индустриски запчаници: 0.2–0.8 mm (0.008–0.030 in).
- Тешка механизација: 1.0–3.0 mm (0.040–0.120 in).
- Општо правило: приближно 0.04–0.08% од меѓуоскиното растојание за општи индустриски запчаници.
Ова се почетни вредности, а не апсолутни — точната бројка зависи од модулот, класата на точност, материјалот и режимот на работа. При проектирање или проверка на нова двојка вреди геометријата на забите да се потврди според стандард за точност; калкулатор за прави запчаници и соодветната класа на точност на запчаници алатка го олеснуваат поврзувањето на меѓуоскиното растојание и толеранцијата со разумен опсег на backlash.
3. Методи на мерење
Директно мерење
- Метод со мерни ливчиња: вметнете мерни ливчиња меѓу забите на делбената линија за директно да го отчитате зазорот.
- Метод со компаратор: заклучете го едниот запчаник, лулајте го другиот напред-назад и измерете го слободниот од на делбениот радиус.
- Координатно мерење: прецизно измерете ги двата запчаници и пресметајте го теоретскиот backlash од дебелината на забите и меѓуоскиното растојание.
- Мерач за backlash: наменски изработени алатки што се користат за проверки во производство или теренска инспекција.
Оперативна проценка
- Ослушнувајте за штракање или тропање, што укажува на прекумерен backlash.
- Набљудувајте го движењето на вратилото кога оптоварувањето се менува во спротивна насока — видливиот трзај укажува на мртов од.
- Измерете ја грешката во позиционирањето кај серво или индексирачки системи.
- Употреба анализа на вибрации за да ги откриете обрасците поврзани со удари што ги создава прекумерниот мртов од.
4. Проблеми предизвикани од прекумерен backlash
Ударно оптоварување и вибрации
- Кога оптоварувањето се менува во спротивна насока, забите се раздвојуваат, а потоа силно се удираат назад.
- Тоа создава ударни оптоварувања и импулсни вибрации секогаш кога повторно се воспоставува контактот.
- Ударот се повторува со зачестеноста на менувањето на насоката на оптоварувањето, не нужно со брзината на вратилото.
- Повторените удари го забрзуваат забното замор и абење.
- Резултатот е карактеристична бучава од чукање или тропање.
Грешки во позиционирањето
- Кај серво системите и опремата за позиционирање, backlash создава “мртва зона” околу секое менување на насоката.
- Излезното вратило не реагира на малите промени на влезот сè додека не се совлада мртвиот од.
- Грешката во позиционирањето е еднаква на големината на зазорот.
- Ова е критично за CNC машински алати, роботика и прецизни инструменти.
Бучава и намалена крутост
- Бучава: чегртање од удирањето на забите при флуктуации на оптоварувањето, особено проблематично кај погоните со променливо оптоварување, и се влошува како што абењето го зголемува зазорот.
- Намалена крутост на системот: зазорот воведува попустливост во преносниот механизам, намалувајќи ја ефективната торзиони крутост, ги влошува перформансите на регулационата јамка, а кај системите со повратна врска може дури да предизвика нестабилност од тип граничен циклус.
5. Причини за прекумерен зазор
Нормално абење
- Боковите страни на забите се абат од лизгачкиот контакт својствен на запченото спрегнување.
- Зазорот постепено се зголемува со годините на употреба.
- Ова е очекуваниот режим на абење кај сите запчаници.
- Стапката зависи од оптоварувањето, квалитетот на подмачкувањето и чистотата на маслото.
Забрзано абење
- Абразивна контаминација: тврдите честички дејствуваат како абразивна паста, глодајќи ги боковите страни.
- Несоодветно подмачкување: граничниот контакт меѓу металните површини го забрзува абењето.
- Преоптоварување: прекумерните оптоварувања на забите доведуваат до побрзо губење на површинскиот материјал.
- Несоосност: работно оптоварување на рабовите од несоосност на вратилото го концентрира абењето на едниот крај од забите.
Грешки во дизајнот или монтажата
- Неправилно зададена меѓуоскина растојание.
- Погрешно спарување на запчаници со непоклопувачки профили на забите.
- Неадекватно земена предвид термичка експанзија.
- Премногу лабаво поставени производствени толеранции.
6. Дијагностицирање на зазор со анализа на вибрации
Вибрациски потпис
- Удирање: остри импулси во временски бранов облик при секое менување на насоката на оптоварувањето.
- Повеќекратни хармоници: ударното оптоварување поттикнува широко семејство на хармоници наместо еден чист тон.
- Зависно од оптоварувањето: вибрациите растат и опаѓаат со вртежниот момент на оптоварување.
- Компонента независна од брзината: стапката на удари го следи циклусот на променливо оптоварување, а не брзината на вратилото.
Разликување на зазорот од други дефекти
- наспроти општо абење на запчаниците: зазорот создава удари, додека рамномерното абење подига мазна но зголемена фреквенција на спрегнување на запчаниците (GMF) со бочни ленти.
- наспроти кршење на заб: скршениот заб создава еден удар по вртеж, додека зазорот создава повеќе удари по циклус на оптоварување.
- наспроти олабавеност: зазорот е внатрешен за запчаниците; разлабавеност живее во лежиштата, куќиштата или носачите.
Бидејќи карактеристичните обележја на зазорот, абењето на спрегнувањето и олабавеноста се преклопуваат, анализатор што ги снима и спектарот и временскиот бран со фаза е непроценлив. На терен, преносен двоканален инструмент како што е Balanset-1A му овозможува на техничарот да го сними временскиот бран на куќиштето на лежиштето на менувачот, да ги воочи импулсните менувања на насоката што одаваат прекумерен зазор и да го исклучи или потврди небалансот пред менувачот да се отвори. Прецизното лоцирање на спрегнувањето и неговите бочни ленти е уште побрзо со наменски калкулатор за фреквенција на запченување.
7. Корекција и управување
Методи на прилагодување
- Намалување на меѓуоскиното растојание: поместете ги запчаниците малку поблиску, таму каде што монтажата тоа го дозволува.
- Прилагодување со подметачи: користете подметачи за да ги репозиционирате запчаниците за правилно спрегнување.
- Запчаници против зазор: поделени, пружински запчаници што континуирано го отстрануваат зазорот.
- Преднапрегање: применуваат мало оптоварување за да ги задржат боковите страни на забите во постојан контакт (види предоптоварување на лежиштето за аналогниот принцип кај лежиштата).
Замена
- Заменете ги истрошените запчаници штом луфтот ја надмине спецификацијата.
- Заменете ги двата спрегнати запчаници заедно, бидејќи се трошат како спарен пар.
- Размислете за подобрени материјали или површински премази за подобра отпорност на абење.
Оперативни прилагодувања
- Избегнувајте чести промени на насоката на оптоварувањето каде што процесот тоа го дозволува.
- Контролирајте ја брзината на нанесување на оптоварувањето за да го ублажите ударот.
- Прифатете одреден луфт како нормален — не го затегнувајте премногу спрегот, што води кон заглавување и прегревање.
- Кај серво системите, компензирајте ја мртвата зона во управувачкиот софтвер.
Луфтот е неопходна карактеристика на запчаничните преноси што станува проблем само кога ќе се зголеми премногу. Разбирањето на правилната спецификација, точната мерна техника и вибрациските симптоми на премногу луфт ви овозможува ефективно да ги одржувате менувачите, разумно да го определувате времето за замена и да внесете дисциплинирана решавање проблеми и мониторинг на состојбата кон повторливите проблеми со бучава и вибрации кај запчаничните машини.
