Люфт в предавателната кутия: как да го измерите и какво означава

Ключови изводи

• Люфт е малката въртяща игра между зацепващите се зъби на зъбните колела. Всеки редуктор има такъв по конструкция; въпросът е колко голям е и колко бързо нараства.
• Изразява се в дъгови минути (1° = 60 дъгови минути) или като милиметри движение, измерени при известен радиус.
• Типични стойности: прецизни планетарни единици за серво оси обикновено са под 1 до около 3 дъгови минути при нисък люфт, стандартните планетарни единици около 3 до 9 дъгови минути, а общопроизводствените индустриални хеликоидни или конични редуктори са по-големи, често в десетки дъгови минути. Самата числова стойност сама по себе си има малко значение; трендът спрямо собствената базова стойност на агрегата е това, което има значение.
• Измерва се с часовников индикатор при известен радиус с блокиран вход: люшнете изхода леко в двете посоки и превърнете показанието в ъгъл.
• Увеличаващият се люфт е сигнал за износване и се проявява заедно с промени във вибрациите и температурата далеч преди зъбите да се счупят.

Какво е люфт и защо съществува

Люфтът е умишлен. Зъбите на зъбните колела се нуждаят от зазор, за да поемат производствени допуски, термично разширение и филм от смазка между фланговете. Редуктор с абсолютно нулев зазор би заклинал, бързо би прегрял и би се повредил. Затова проектиращият вгражда малка междина, която се усеща само при обръщане на въртящия момент: натовареният фланг трябва да прекосни празнината, преди да започне да задвижва противоположния фланг.

Ето защо люфтът е най-важен при реверсивни и позициониращи оси: серво задвижвани оси на металорежещи машини, индексиращи маси, стави на роботи. При редуктор на конвейер, работещ в една посока при постоянна товароносимост, щедър люфт е безвреден. При позиционираща ос той е загубено движение, което контролерът не вижда.

Единици: дъгови минути и милиметри при радиус

Каталозите дават люфта като ъгъл на изходния вал, в дъгови минути. Една дъгова минута е 1/60 от градус. Полевите измервания дават милиметри движение на определен радиус и двете се превръщат директно:

ъгъл в радиани = движение / радиус, и 1 милирадиан = 3,44 дъгови минути.

За ориентация на пазара: нисколюфтовите планетарни единици за серво приложения обикновено се задават в диапазона 1-3 дъгови минути, стандартните планетарни около 3-9 дъгови минути, а общите промишлени хеликоидни или конични редуктори са по-отворени. Червячните редуктори обикновено са най-неточни, но могат да се регулират в известна степен. Винаги приемайте конкретния лист с технически данни на единицата за истина и отбележете дали цифрата се отнася до изходния фланец при дефиниран измервателен въртящ момент.

Как да се измери: методът с часовников индикатор

• 1. Заключете входния вал. Задръжте мотора със спирачката му или стегнете входната съединителна връзка. Всичкото загубено движение, което измервате, трябва да идва от предавателната кутия, затова входът не бива да се движи.
• 2. Монтирайте часовников индикатор върху точка на изходния фланец или върху лост, фиксиран към изходния вал, на измерен радиус от центъра на вала. Колкото по-голям е радиусът, толкова по-добра е резолюцията.
• 3. Люшнете изхода ръчно или с малък, дефиниран въртящ момент: отстранете играта в една посока, занулете индикатора, след което преминете до спирачката в другата посока. Използвайте лек, постоянен въртящ момент; силното дърпане огъва валове и корпуси и завишава показанието.
• 4. Преобразувайте. Движение, разделено на радиус, дава ъгъл в радиани; умножете по 3438 за да получите дъгови минути.
• 5. Повторете на три изходни позиции приблизително по 120 градуса една от друга. Зъбите се износват неравномерно и едно измерване може да попада на най-доброто или най-лошото място от колелото.

Илюстративен пример с реални числа

Проверява се редуктор на индексираща маса по време на спиране на работа:

• Часовников индикатор монтиран на радиус от 100 mm от центъра на изходния вал.
• Общо люлеене между нежни упори: 0,15 mm.
• Ъгъл: 0,15 / 100 = 0,0015 rad = 1,5 mrad. В дъгови минути: 1,5 × 3,44 = .
• Базовата стойност при въвеждане в експлоатация на агрегата, измерена по същия начин преди три години, беше 2,1 дъгови минути.

Абсолютната стойност все още попада в границите, които много стандартни редуктори толерират. Откритието е растеж 2,5 пъти спрямо собствената му базова стойност: износване на фланговете е в ход и при индексираща ос това вече се вижда като разсейване при позициониране. Правилната реакция е да се скъси интервалът на измерване, да се провери състоянието на смазката и анализът ѝ, и да се планира ремонт въз основа на доказателства, вместо да се чака счупване на зъбите.

Четене на люфта като индикатор за състоянието

Растежът на люфта рядко идва сам. Износените флангове променят динамиката на зацепване, така че очаквайте нарастващи вибрации на зацепването заедно с това; нашата справка за зоните на тежестта на вибрациите по ISO 20816 покрива как да оцените общото ниво. Износването на лагерите добавя собствена загубена игра, което е една от причините да знаете вашите класове на вътрешен зазор на лагерите, преди да обвиним зъбните колела. Проследяван заедно с температурата и анализа на маслото, лог за люфт превръща подмяната на редуктора от изненадващо събитие в планиран артикул, точно това правят инструментите за предиктивна поддръжка.

Самото измерване няма стойност, ако никой не може да намери стойността от миналата година. Запишете радиуса, измервателния въртящ момент, трите позиции и резултата в историята на машината, така че следващият техник да измери по същия начин. Машини с писмен базов показател за люфт и дефинирани интервали измервания значимо превъзхождат техните "MTBF (средно време между повреди)" събратя, които се отварят само при повреда. Ако историята на вашия редуктор в момента живее в папка, запишете кратко демо и вижте как Fabrico съхранява история на измерванията по активи.

Чести грешки

• Измерване през съединителя. Игра в съединителя и луфт на шпонка добавят към показанието. Измервайте колкото се може по-близо до изхода на редуктора, с входа заключен на редуктора, а не в далечния край на задвижващата линия.
• Бъркане на люфт с игра на лагерите. Радиално и аксиално движение на вала е различен дефект със собствено решение. Проверете плуване на вала отделно, преди да разклащате зъбите.
• Използване на голям въртящ момент. Еластична деформация на валове и корпус се чете като допълнителен люфт. Лек, повторяем въртящ момент, един и същ всеки път.
• Една позиция, една посока. Износването е ексцентрично; измервайте на три позиции и винаги съобщавайте общото и в двете посоки.
• Оценяване по абсолютната стойност без база. Хлабава но стабилна кутия може да работи години; стегната която бързо расте, не може.

Често задавани въпроси

Какъв люфт е приемлив за индустриален редуктор?

Каквото е специфицирал производителят за съответния агрегат и натоварване, измерено по техния метод. За груба ориентация: нисколюфтовите серво планетарни единици са около 1-3 дъгови минути, стандартните планетарни около 3-9, а общите индустриални хеликоидни единици са по-отпуснати. Тенденцията спрямо собствената базова стойност на единицата е по-важна от преследването на универсален предел.

Може ли люфтът да се регулира?

В повечето твърдо центрирани хеликоидни и конични редуктори, не: растежът означава износване и ремонтът е презаваряване/реставрация. Червячните задвижвания и някои комплекти конични зъбни колела позволяват ограничена корекция, а серво приложенията използват предварително натоварване или двойно зацепване, за да го неутрализират на цената на ефективността.

Колко често трябва да се измерва люфтът?

При въвеждане в експлоатация за задаване на базата, след това годишно при критични реверсивни оси и незабавно винаги когато точността на позициониране се влоши или вибрациите на зацепването се увеличат.

Означава ли повече люфт винаги, че редукторът се разваля?

Не. Редуктор, специфициран с голям люфт за еднопосочно задвижване, може да работи дълго със същия люфт. Бърз растеж, шум при обръщане и промяна във вибрациите заедно са признаци за активно износване.

Каква е разликата между люфт и загубено движение?

Загубеното движение е всичко, което изходът не изпълнява при обръщане на входа: люфт плюс усукване на вала, игра в съединителя и еластични деформации. Люфтът е само компонентът, свързан с междината между зъбите.