Разумевање зазора у зупчаницима и спојницама
Дефиниција: Шта је обратна реакција?
Негативна реакција (такође се назива зазор или слободан ход) је зазор или размак између спојених компоненти у механичким погонима, најчешће се односи на тангенцијални зазор између зубаца зупчаника који се спајају када је један зупчаник непомичан, а спојени зупчаник се ротира напред-назад. Представља количину “изгубљеног кретања” или слободног хода у систему - растојање које погонски зупчаник може да ротира пре него што се укључи у покретани зупчаник у супротном смеру.
Извесни зазор је неопходан и намеран, обезбеђујући простор за подмазивање, прилагођавајући се термичком ширењу и спречавајући заглављивање зубаца. Међутим, прекомерни зазор услед хабања ствара ударно оптерећење, буку, грешке у позиционирању и вибрација проблеми, посебно код прецизних машина и примена у погонима за обртање.
Сврха повратне реакције
Неопходне функције
- Простор за подмазивање: Омогућава стварање филма мазива између зуба
- Термичко ширење: Прилагођава се издужењу зубаца зупчаника са порастом температуре
- Производне толеранције: Омогућава монтажу упркос малим варијацијама размака зубаца
- Спречава везивање: Осигурава да се зуби не заглављују под оптерећењем или термичким растом
Типичне вредности заостатка
- Прецизни зупчаници: 0,05-0,15 мм (0,002-0,006 инча)
- Индустријски зупчаници: 0,2-0,8 мм (0,008-0,030 инча)
- Тешка машинерија: 1,0-3,0 мм (0,040-0,120 инча)
- Правило: 0,04-0,08% међуосног растојања за индустријске зупчанике
Методе мерења
Директно мерење
- Метода мерног пипа: Уметните мерне пилове између зубаца на линији корака
- Метода индикатора бројчаника: Држите један зупчаник, окрећите други напред-назад, измерите кретање на линији корака
- Мерење координата: Прецизно мерење оба зупчаника, израчунавање теоријског зазора
- Мерач зазора: Специјализовани алати за производњу или инспекцију
Оперативна процена
- Ослушкујте звецкање или лупање (прекомерни зазор)
- Посматрајте кретање вратила када се оптерећење обрне
- Мерење грешке позиционирања у серво системима
- Анализа вибрација која приказује обрасце повезане са ударом
Проблеми због прекомерне реакције
Ударно оптерећење и вибрације
- Када се оптерећење промени, зуби се раздвајају, а затим ударају
- Ствара ударна оптерећења и импулсивне вибрације
- Фреквенција при брзини преокрета оптерећења
- Убрзава замор и хабање зубаца зупчаника
- Производи карактеристичан звук куцања или ударања
Грешке у позиционирању
- У серво системима или опреми за позиционирање, зазор ствара “мртву зону”
- Излазно вратило не реагује на мале промене улаза
- Грешка позиционирања једнака је величини зазора
- Критично за ЦНЦ машине алатке, роботику, прецизне инструменте
Бука
- Звецкање од ударања зубаца током флуктуација оптерећења
- Посебно проблематично у апликацијама са променљивим оптерећењем
- Погоршава се како се зазор повећава услед хабања
Смањена крутост система
- Зазор ствара попустљивост у погонском склопу
- Смањује ефективну торзиону крутост
- Утиче на перформансе система управљања
- Може изазвати нестабилност у системима повратне контроле
Узроци прекомерне реакције
Нормално хабање
- Хабање бочних страна зубаца услед клизног контакта
- Постепено повећање негативних реакција током година
- Очекивани начин хабања у свим зупчаницима
- Брзина зависи од оптерећења, подмазивања, чистоће
Убрзано хабање
- Абразивна контаминација: Честице које делују као средство за полирање
- Недовољно подмазивање: Гранични контакт убрзава хабање
- Преоптерећење: Прекомерно оптерећење зуба
- Неусклађеност: Хабање од концентрисаног оптерећења на ивицама
Грешке у дизајну или инсталацији
- Нетачна спецификација међуосечног растојања
- Погрешно упаривање брзина (неусклађени профили)
- Термичко ширење није адекватно узето у обзир
- Производне толеранције су превише лабаве
Дијагноза вибрација
Карактеристике вибрација
- Утицај: Оштри импулси у временски таласни облик при обртању оптерећења
- Вишеструки хармоници: Ударно оптерећење побуђује више фреквенција
- Зависно од оптерећења: Вибрација варира у зависности од обртног момента
- Компонента независна од брзине: Учесталост удара заснована на брзини промене оптерећења, а не на брзини вратила
Разликовање негативних реакција од других проблема
- у односу на опште хабање опреме: Зазор ствара ударце; хабање ствара глатко, али подигнуто ГМФ
- у односу на ломљење зуба: Сломљени зуб ствара ударац једном по обртају; зазор ствара вишеструке ударце по циклусу оптерећења
- наспрам лабавости: Зазор је унутрашњи у зупчаницима; лабавост је у лежајевима или носачима
Корекција и управљање
Методе подешавања
- Смањење централног растојања: Приближите зупчанике један другом (ако се могу подесити)
- Подешавање подлошке: Користите подлошке за правилно постављање зупчаника
- Зупчаници против зазора: Подељени зупчаници са опругом који елиминише зазор
- Претходно учитавање: Применити благо оптерећење одржавајући контакт зуба
Замена
- Замените истрошене зупчанике када зазор премаши спецификације
- Замените оба спојна зупчаника заједно (хабају се заједно)
- Размотрите надограђене материјале или премазе за побољшану отпорност на хабање
Оперативни смештај
- Избегавајте честе промене оптерећења ако је могуће
- Контролишите брзину примене оптерећења како бисте смањили утицај
- Прихватите извесни зазор као нормалан (немојте превише затезати мрежу)
- У серво системима, компензација у управљачком софтверу
Зазор је неопходна карактеристика зупчаних погона која постаје проблематична само када је прекомерна. Разумевање правилне спецификације зазора, мерења и симптома прекомерног зазора омогућава ефикасно одржавање мењача, одговарајуће време замене и правилно решавање проблема са вибрацијама и буком у машинама са зупчаницима.