Zrozumienie luzu w przekładniach i sprzęgłach
Definicja: Czym jest Backlash?
Reakcja (nazywany również luzem lub luzem) to luz lub szczelina między współpracującymi elementami w napędach mechanicznych, najczęściej odnoszący się do luzu stycznego między zazębiającymi się zębami kół zębatych, gdy jedno koło zębate jest nieruchome, a współpracujące koło zębate obraca się tam i z powrotem. Reprezentuje on “luz” lub „stratę ruchu” w układzie – odległość, o jaką koło zębate napędzające może się obrócić przed zazębieniem się koła zębatego napędzanego w przeciwnym kierunku.
Pewien luz jest konieczny i celowy, zapewniając przestrzeń do smarowania, kompensując rozszerzalność cieplną i zapobiegając zakleszczaniu się zębów. Jednak nadmierny luz spowodowany zużyciem powoduje obciążenia udarowe, hałas, błędy pozycjonowania i wibracja problemów, szczególnie w precyzyjnych maszynach i zastosowaniach napędów rewersyjnych.
Cel Backlash
Niezbędne funkcje
- Przestrzeń smarowania: Umożliwia utworzenie się filmu smarującego pomiędzy zębami
- Rozszerzalność cieplna: Dostosowuje się do wydłużania się zębów przekładni wraz ze wzrostem temperatury
- Tolerancje produkcyjne: Umożliwia montaż pomimo niewielkich różnic w odstępach między zębami
- Zapobiega wiązaniu: Zapewnia, że zęby nie zablokują się pod wpływem obciążenia lub wzrostu temperatury
Typowe wartości luzu
- Przekładnie precyzyjne: 0,05-0,15 mm (0,002-0,006 cala)
- Przekładnie przemysłowe: 0,2-0,8 mm (0,008-0,030 cala)
- Ciężki sprzęt: 1,0-3,0 mm (0,040-0,120 cala)
- Praktyczna zasada: 0,04-0,08% odległości między osiami dla przekładni przemysłowych
Metody pomiaru
Pomiar bezpośredni
- Metoda szczelinomierza: Włóż szczelinomierze między zęby na linii podziałowej
- Metoda wskaźnika zegarowego: Przytrzymaj jedno koło zębate, obróć drugie tam i z powrotem, zmierz skok na linii podziałowej
- Pomiar współrzędnych: Dokładny pomiar obu kół zębatych, obliczenie teoretycznego luzu zwrotnego
- Wskaźnik luzu: Specjalistyczne narzędzia do produkcji lub kontroli
Ocena operacyjna
- Nasłuchuj grzechotania lub stukotu (nadmiernego luzu)
- Obserwuj ruch wału przy odwróconym obciążeniu
- Pomiar błędu pozycjonowania w układach serwo
- Analiza drgań pokazująca wzorce związane z uderzeniami
Problemy wynikające z nadmiernego luzu
Obciążenie udarowe i wibracje
- Gdy obciążenie się odwraca, zęby się rozdzielają i uderzają
- Tworzy obciążenia udarowe i wibracje impulsowe
- Częstotliwość przy zmianie obciążenia
- Przyspiesza zmęczenie i zużycie zębów przekładni
- Wydaje charakterystyczny dźwięk stukania lub uderzania
Błędy pozycjonowania
- W systemach serwo lub urządzeniach pozycjonujących luz tworzy “martwą strefę”
- Wał wyjściowy nie reaguje na małe zmiany sygnału wejściowego
- Błąd pozycjonowania jest równy wartości luzu
- Krytyczne dla obrabiarek CNC, robotyki i precyzyjnych instrumentów
Hałas
- Grzechotanie spowodowane uderzeniami zębów podczas wahań obciążenia
- Szczególnie problematyczne w zastosowaniach o zmiennym obciążeniu
- Pogarsza się wraz ze wzrostem luzów spowodowanych zużyciem
Zmniejszona sztywność układu
- Luz wsteczny powoduje zgodność w układzie napędowym
- Zmniejsza efektywną sztywność skrętną
- Wpływa na wydajność systemu sterowania
- Może powodować niestabilność w układach sterowania ze sprzężeniem zwrotnym
Przyczyny nadmiernego luzu
Normalne zużycie
- Zużycie powierzchni bocznych zębów w wyniku ślizgowego kontaktu
- Stopniowy wzrost sprzeciwu na przestrzeni lat
- Oczekiwany tryb zużycia dla wszystkich przełożeń
- Stawka zależy od obciążenia, smarowania i czystości
Przyspieszone zużycie
- Zanieczyszczenia ścierne: Cząsteczki działające jako masa polerska
- Niedostateczne smarowanie: Przyspieszenie zużycia w wyniku kontaktu granicznego
- Przeciążenie: Nadmierne obciążenie zębów
- Niewspółosiowość: Koncentracja obciążenia krawędziowego i zużycia
Błędy projektowe lub instalacyjne
- Nieprawidłowa specyfikacja odległości od środka
- Nieprawidłowe sparowanie sprzętu (niezgodne profile)
- Nie uwzględniono odpowiednio rozszerzalności cieplnej
- Tolerancje produkcyjne są zbyt luźne
Diagnostyka wibracji
Charakterystyka drgań
- Wpływ na: Ostre impulsy w przebieg czasowy przy zmianach obciążenia
- Wiele harmonicznych: Obciążenie udarowe wzbudza wiele częstotliwości
- Zależne od obciążenia: Wibracje zmieniają się w zależności od momentu obciążenia
- Komponent niezależny od prędkości: Częstotliwość uderzeń zależy od szybkości zmian obciążenia, a nie prędkości wału
Rozróżnianie reakcji od innych problemów
- w porównaniu do ogólnego sprzętu: Odbicia powodują uderzenia, zużycie powoduje gładkość, ale podniesioną powierzchnię GMF
- vs. złamanie zęba: Złamany ząb powoduje uderzenie raz na obrót; luz powoduje wielokrotne uderzenia na cykl obciążenia
- vs. Luźność: Luz występuje wewnątrz kół zębatych, a luz występuje w łożyskach lub mocowaniach
Korekta i zarządzanie
Metody regulacji
- Redukcja odległości środkowej: Przesuń koła zębate bliżej siebie (jeśli można je regulować)
- Regulacja podkładek: Użyj podkładek, aby prawidłowo ustawić koła zębate
- Przekładnie bezluzowe: Przekładnie dzielone z obciążeniem sprężynowym eliminującym luz
- Wstępne ładowanie: Zastosuj niewielkie obciążenie, utrzymując kontakt zębów
Wymiana
- Wymień zużyte koła zębate, jeśli luz przekracza specyfikację
- Wymień oba koła zębate współpracujące (zużywają się razem)
- Rozważ zastosowanie ulepszonych materiałów lub powłok, aby zwiększyć odporność na zużycie
Zakwaterowanie operacyjne
- Jeśli to możliwe, unikaj częstej zmiany obciążenia
- Kontroluj szybkość przykładania obciążenia, aby zminimalizować wpływ
- Zaakceptuj pewien luz jako coś normalnego (nie dokręcaj siatki zbyt mocno)
- W systemach serwo, kompensacja w oprogramowaniu sterującym
Luz to nieodłączna cecha napędów zębatych, która staje się problematyczna tylko wtedy, gdy jest zbyt duży. Zrozumienie prawidłowej specyfikacji luzu, jego pomiaru i objawów nadmiernego luzu umożliwia skuteczną konserwację przekładni, właściwy czas wymiany oraz właściwe rozwiązywanie problemów z wibracjami i hałasem w maszynach z przekładniami.
Kategorie:
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 