В промышленном производстве, где каждая деталь машины играет ключевую роль в бесперебойной и эффективной работе оборудования, вопросы связанные с люфтом промышленного редуктора выходят на первый план. Люфт, невидимый недруг механизмов, может стать причиной серьезных поломок и даже аварий на производстве. В этой статье мы разберемся в основных причинах возникновения люфта в редукторах, а также изучим методы его определения.
Само понятие «люфт» достаточно широкое. И применяется практически к любому оборудованию, включающего в себя отдельные механические элементы, взаимодействующие между собой или элементы оборудования, так или иначе, сопряженных друг с другом.
В широком смысле под люфтом понимается свободное пространство, которое возникает в системе управления, в частности во время вращения механических элементов, связанных между собой общей конструкцией. В русском языке такое понятие образовалось в процессе перевода с немецкого слова «Luft», что с родного языка переводится как воздух.
В зависимости от параметров люфта можно определить, насколько может быть повернут элемент управления, чтобы управляемая система не претерпела любых изменений. Чем больше показатель этой характеристики системы, тем серьезнее необходимо воздействовать на элемент управления, чтобы начать изменения. Например, для легкового автомобиля максимальный размер общего люфта — 10°.
В целом, специалисты характеризуют люфт как нежелательное свойство механической системы. Характерно, что величина люфта возрастает, когда изнашиваются детали механизма.
Но это не значит, что люфт выполняет исключительно отрицательную функцию. В некоторых ситуациях люфт необходим. В качестве примера приведем работу стиральной машины. Для того, чтобы осуществлялся запуск двигателя с небольшим вращающим моментом на старте, необходим 180° люфт между крыльчаткой насоса и ротором.
Так что же с люфтами у редукторов?
В описании основных характеристик всех типов редукторов люфт также занимает не последнее место. В данном случае значение этого параметра указывает на величину мертвого хода у выходного вала всей системы.
Люфт может возникать по разным причинам. В частности, это проектирование с погрешностями, некачественное изготовление устройства, быстрый износ отдельных элементов (зубья у колеса), неправильное использование оборудования по производству зубьев и прочее. Размеры люфта варьируются между 1° и 7°. Этот показатель зависим от нагрузки, которая воздействует на вал. Люфт возрастает, если увеличивается нагрузка.
В ходе увеличения люфта может произойти ошибка системы, поэтому профессионалы обязательно рекомендуют компенсировать данный показатель. Для этого используются специальные фотоимпульсные датчики для микроприводов. Их устанавливают непосредственно на двигатель. Установка на мотор-редуктор не принесет должных результатов. В случае установки на двигатель положение вала на нем будет другим по сравнению с положением вала в редукторе. А параметр отличия и будет составлять размер люфта. Передаточное отношение и разрешающая способность – характеристики датчика, которые отвечают за число импульсов, выпускаемых датчиком.
Если вал вращается в одном направлении, то люфт можно устранить, подействовав нагрузкой на двигатель (вал) до начала работы с ним. Если же Вы работаете с динамичными системами, основанными на вращении вала на несколько сторон, необходимо использовать электронные средства для компенсации люфта. В этом случае применяются сразу два датчика, показания которых постоянно сравниваются. Первый отвечает за работу вала, а второй – редуктора в целом.
Специалисты предлагают контроллеры с программами, которые корректируют ошибки в работе вала. Некоторые компании производят редукторы вовсе без люфтов. Для того, чтобы создать такое устройство, во время производства цилиндрические колеса, сцепленные с остальными колесами, нагружаются. Именно так работает производство подобного оборудования у FAULHABER.
Одним из наиболее популярных типов редукторов сегодня остается цилиндрический. Они применяются, когда необходимо передать вращательное движение. Каталог промышленных мотор-редукторов представлен на нашем сайте.
Особенность данного типа редуктора – зубчатые передачи цилиндрического типа, собственно, от которых и получил название класс редукторов. Нижний вал у цилиндрического редуктора имеет достаточно низкий люфт. За счет этого оборудование характеризуется высокой кинематической точностью. Поэтому редуктор может функционировать и с применением неравномерных нагрузок. То есть оборудование будет работать без сбоев, если часто останавливать и запускать редуктор, то есть воздействовать пульсирующими нагрузками.
В области сервоприводов широко распространено использование коническо-цилиндрических редукторов серии BSF и планетарных серии PSF. Их популярность связана с небольшим угловым люфтом устройств. BSF сделаны из монолита, в стандартной комплектации имеют крепежный фланец В5.
Дополнительно возможно создание отверстий для крепления с нескольких сторон. Выходной вал в таких устройствах может быть полым, цилиндрическим, фланцевым, цилиндрическим со шпонкой.
Серия PSF предусматривает производство 1- или 2-ступенчатых редукторов. Выходной вал может быть фланцевым, со шпонкой или гладким цилиндрическим. Если редуктор применяется для обслуживания систем позиционирования и слежения, малый показатель люфта дает возможность не использовать датчик положения только в работе двигателя, а не выходного механического звена.
Редукторы SEW-EURODRIVE также имеют небольшой угловой люфт. Разработать такой механизм удалось благодаря производству качественной геометрии зацепления, точных деталей, а также специальному механизму сборки.
Показатель люфта у конических и планетарных редукторов серий BSF и PSF колеблется между 4° и 10 °. Точный параметр зависит от конкретного редуктора и значения передаточного числа.
Производители также предлагают люфты со сниженным люфтом (2°-6°). Такое оборудование гораздо медленнее изнашивается, а зубья двигателя существенно прочнее, что сохраняет значение люфта на производственном уровне.
Кроме перечисленных выше преимуществ для такого типа редукторов характерна возможность работы на разных передаточных числах в обширном диапазоне. Передаточные числа 3-100 расположены через небольшие интервалы, поэтому управляющее устройство может без ошибок учитывать эти показатели. Кроме того, редукторы легко обслуживать, а срок их годности увеличивается за счет использования при производстве материалов высокой прочности.
Для отдельных производителей редукторов характерно изготовление стандартных моделей, отличающихся низким люфтом. Чаще всего такие редукторы работают для сервоприводов. Так как сервоприводы не должны быть максимально компактными и высокопрочными.
Для работы с сервоприводами подходят стандартные модели редукторов SEW-EURODRIVE. Производители предлагают ассортимент соосных и плоских цилиндрических, червячных и конических редукторов.
Монтаж синхронных и асинхронных двигателей для сервоприводов осуществляется без использования муфты. Серводвигатель крепится прямо на редуктор. Таким образом, можно расширить сочетания различных приводов, что значительно уменьшает цену всей системы.
Пониженные показатели люфта достигаются путем применения особой системы сборки. Так, люфт на отдельных моделях колеблется между 6° и 14°. Конкретное число зависит от передаточного числа, типа, размера редуктора.
Если говорить обо всех моделях редукторов в целом, то все модификации характеризуются люфтом выходного вала.
