Розуміння люфту в шестернях та муфтах
Визначення: Що таке зворотна реакція?
Зворотна реакція (також званий люфтом або зазором) – це зазор або проміжок між сполученими компонентами в механічних приводах, найчастіше стосуючийся тангенціального зазору між зубцями шестерень, що зчіплюються, коли одна шестерня нерухома, а сполучена шестерня обертається вперед і назад. Він являє собою величину “втраченого ходу” або вільного ходу в системі – відстань, на яку ведуча шестерня може обертатися, перш ніж увійде в зачеплення з веденою шестернею в протилежному напрямку.
Деякий люфт необхідний і навмисний, забезпечуючи простір для змащення, компенсуючи теплове розширення та запобігаючи заклинюванню зубців. Однак надмірний люфт від зносу створює ударне навантаження, шум, помилки позиціонування та вібрація проблеми, особливо в прецизійному машинобудуванні та реверсивних приводах.
Мета зворотної реакції
Необхідні функції
- Змащувальний простір: Дозволяє утворювати змащувальну плівку між зубами
- Теплове розширення: Компенсує подовження зубців шестерень з підвищенням температури
- Виробничі допуски: Дозволяє збирати, незважаючи на невеликі коливання відстані між зубцями
- Запобігає зв'язуванню: Забезпечує відсутність заклинювання зубів під навантаженням або термічним розростанням
Типові значення люфту
- Прецизійні шестерні: 0,05-0,15 мм (0,002-0,006 дюйма)
- Промислові шестерні: 0,2-0,8 мм (0,008-0,030 дюйма)
- Важка техніка: 1,0-3,0 мм (0,040-0,120 дюйма)
- Емпіричне правило: 0,04-0,08% міжосьової відстані для промислових передач
Методи вимірювання
Пряме вимірювання
- Метод вимірювання щупом: Вставте щупи між зубами на лінії кроку
- Метод індикатора циферблата: Утримуйте одну шестерню, обертайте іншу вперед і назад, вимірюйте хід по лінії кроку
- Вимірювання координат: Точне вимірювання обох шестерень, розрахунок теоретичного люфту
- Датчик люфту: Спеціалізовані інструменти для виробництва або інспекції
Оперативна оцінка
- Прислухайтеся до брязкання або стуку (надмірного люфту)
- Спостерігайте за рухом вала при зміні навантаження
- Вимірювання похибки позиціонування в сервосистемах
- Аналіз вібрації, що показує закономірності, пов'язані з ударом
Проблеми через надмірну зворотну реакцію
Ударне навантаження та вібрація
- Коли навантаження змінюється на протилежне, зуби розходяться, а потім ударяються
- Створює ударні навантаження та імпульсивну вібрацію
- Частота при швидкості реверсування навантаження
- Прискорює втому та знос зубів шестерень
- Видає характерний стукіт або грюкіт
Помилки позиціонування
- У сервосистемах або обладнанні для позиціонування люфт створює “мертву зону”
- Вихідний вал не реагує на незначні зміни вхідного сигналу
- Похибка позиціонування дорівнює величині люфту
- Критично важливо для верстатів з ЧПК, робототехніки, точних інструментів
Шум
- Брязкіт від ударів зубів під час коливань навантаження
- Особливо проблематично в застосуваннях зі змінним навантаженням
- Погіршується, оскільки люфт збільшується від зносу
Знижена жорсткість системи
- Люфт створює податливість у трансмісії
- Зменшує ефективну жорсткість на кручення
- Впливає на продуктивність системи керування
- Може спричинити нестабільність у системах керування зі зворотним зв'язком
Причини надмірного люфту
Звичайний знос
- Зношування боків зубів від ковзного контакту
- Поступове збільшення негативної реакції протягом багатьох років
- Очікуваний режим зносу у всіх зубчастих передачах
- Швидкість залежить від навантаження, змащення, чистоти
Прискорений знос
- Абразивне забруднення: Частинки, що діють як притирний склад
- Недостатнє змащення: Прискорення зносу через граничний контакт
- Перевантаження: Надмірне навантаження на зуби
- Нерівність: Знос, що концентрується на крайовому навантаженні
Помилки проектування або встановлення
- Неправильне визначення міжосьової відстані
- Неправильне сполучення передач (невідповідні профілі)
- Теплове розширення враховано недостатньо
- Занадто вільні виробничі допуски
Діагностика вібрації
Вібраційні характеристики
- Вплив: Різкі імпульси в часова хвиля при зміні навантаження
- Кілька гармонік: Ударне навантаження збуджує кілька частот
- Залежно від навантаження: Вібрація змінюється залежно від крутного моменту навантаження
- Компонент, незалежний від швидкості: Частота ударів залежить від швидкості зміни навантаження, а не від швидкості обертання вала
Відмінність негативної реакції від інших проблем
- порівняно із загальним зносом спорядження: Люфт створює удари; знос створює плавність, але піднятість ГМФ
- проти поломки зубів: Зламаний зуб створює один удар за оберт; люфт створює кілька ударів за цикл навантаження
- проти розкутості: Люфт є внутрішнім у шестернях; люфт є в підшипниках або кріпленнях
Корекція та управління
Методи коригування
- Зменшення міжосьової відстані: Зсуньте шестерні ближче одна до одної (якщо їх регулюють)
- Регулювання прокладки: Використовуйте прокладки для правильного розташування шестерень
- Протизахідні шестерні: Роздільні шестерні з пружинним навантаженням, що усуває люфт
- Попереднє завантаження: Прикладіть невелике навантаження, підтримуючи контакт зубів
Заміна
- Замініть зношені шестерні, коли люфт перевищує допустимі значення
- Замініть обидві сполучні шестерні разом (зношуються разом)
- Розгляньте покращені матеріали або покриття для підвищення зносостійкості
Оперативні умови
- По можливості уникайте частого перенавантаження
- Контролюйте швидкість застосування навантаження, щоб мінімізувати вплив
- Прийміть деякий люфт як нормальне явище (не перетягуйте сітку)
- У сервосистемах компенсація в програмному забезпеченні керування
Люфт є необхідною характеристикою зубчастих передач, яка стає проблематичною лише за умови надмірного її використання. Розуміння належних характеристик люфту, його вимірювання та симптомів надмірного люфту дозволяє ефективно обслуговувати коробку передач, вчасно замінювати її та правильно усувати несправності вібрації та шуму в зубчастих механізмах.
Категорії:
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 