Šta je zazor spiralnog zupčanika?
Negativna reakcija u spiralni zupčanik Zazor (mrtvog dijela) je ukupni razmak između bokova zuba koji nisu pogonski kada su pogonski bokovi u kontaktu na projektovanom središnjem razmaku. Preciznije: kada je jedan zupčanik iz spojenog para fiksiran, zazor je ugaoni raspon kroz koji se drugi zupčanik može okretati bez dodirivanja bokova zuba sa bilo koje strane. To je zazor ugrađen u mrežu kako bi se omogućilo termičko širenje, proizvodne tolerancije, prostor uljnog filma i greške pri montaži - i kako bi se spriječilo interferencija zuba sa zubom kada se smjer pogona promijeni ili kada termički rast kućišta neznatno proširi središnji razmak.
Zazor se mjeri na kružnici koraka zupčanika kao linearno pomjeranje j_t (zazor poprečne ravni, u mm) ili kao ugaoni zazor j_α na osovini zupčanika (u lučnim minutama ili miliradijanima). Ova dva su povezana sa: j_α = 2 × j_t / d₁, gdje je d₁ prečnik koraka zupčanika. Za potrebe nabavke i inspekcije, zazor se gotovo uvijek navodi kao j_t ili kao odstupanje debljine zuba od nominalne vrijednosti.
Zašto postoji povratni udar - četiri inženjerska razloga
Kako se mjenjač zagrijava od hladnog starta do radne temperature, razmak između osa zupčanika se povećava brzinom koju određuje koeficijent termičkog širenja materijala kućišta (liveno gvožđe: 11 µm/m·°C, aluminijum: 23 µm/m·°C). Za kućište od lijevanog gvožđa sa razmakom između osa od 200 mm i porastom temperature od 50°C: ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0,11 mm. Bez zazora, ovo termičko širenje bi prisililo bokove zuba da se sukobljavaju i uzrokovalo bi zaglavljivanje.
Nijedan zupčanik ili kućište se ne proizvodi prema svojoj tačnoj nominalnoj dimenziji. Razmak između središta ima proizvodnu toleranciju, debljina zuba ima toleranciju, a prečnik koraka zupčanika ima toleranciju. Zazor prilagođava najgoroj mogućoj kombinaciji ovih tolerancija bez izazivanja interferencije zuba - minimalni zazor je dizajniran da premaši najgori mogući stog tolerancija.
Uljni film EHL-a između nepogonskih bokova zuba (labava strana mreže) mora imati zazor kako bi se spriječilo istiskivanje ulja pod pritiskom praznog hoda. Pri velikim brzinama spiralni zupčanik Kod pogona, nedovoljan zazor na labavoj strani može stvoriti oscilacije pritiska uljnog filma koje doprinose buci.
Male čestice habanja i čestice kontaminacije u ulju za mjenjač moraju moći proći kroz zonu bez kontakta na boku bez zaglavljivanja. Zupčanici s vrlo uskim zazorom podložni su zaglavljivanjima izazvanim česticama koja stvaraju udarna opterećenja kada se čestica izbaci - razlog zašto postoji uski zazor spiralni zupčanik primjene također zahtijevaju vrlo finu filtraciju ulja.
Kako se kontroliše zazor - debljina zuba i razmak između centara
Negativna reakcija u spiralni zupčanik Par zupčanika određen je s dvije nezavisne varijable: debljinom zuba svakog zupčanika (mjereno u normalnoj ravni kao normalna debljina tetive zuba s_n) i stvarnim središnjim rastojanjem na kojem je par sastavljen. Odnos između ovih i rezultirajućeg zazora je:
j_n = (s_n_nominalni − s_n_stvarni_zupčanik − s_n_stvarni_prenosnik) × cos α_n
U praksi, zazor se prvenstveno kontroliše određivanjem debljine zuba odstupanje od nominalne - čineći zube zupčanika nešto tanjim od idealne nominalne debljine evolvente. DIN 3967 pruža standardizirani sistem klasa tolerancije debljine zuba koje definiraju koliko tanji stvarni zub može biti u odnosu na nominalnu.
DIN 3967 Sistem tolerancije debljine zuba
DIN 3967 specificira toleranciju debljine zuba za spiralni zupčanik kao dva odstupanja od nominalne debljine zuba: gornje odstupanje A_s (koliko je maksimalno dozvoljena debljina zuba tanja od nominalne) i donje odstupanje A_i (koliko je tanja minimalna). I A_s i A_i su negativni (stvarni zub je uvijek tanji od nominalne kako bi se osigurao zazor). Tolerancija debljine zuba T_s = A_s − A_i.
| DIN 3967 klasa | Opis | Tipični raspon j_n (pri Mn=5, α_n=20°) | Primjena |
|---|---|---|---|
| d (vrlo veliko) | Vrlo veliki dodatak za zazor | 0,30–0,60 mm | Teški, spori industrijski pogoni; veliki termalni oscilator; jednostavna montaža |
| e (veliki) | Veliki povratni udarac | 0,20–0,40 mm | Standardni industrijski mjenjači (dizalice, transporteri, pumpe) |
| f (normalno) | Normalni povratni udar | 0,14–0,28 mm | Opće mašine, standardni zatvoreni mjenjači - najčešća specifikacija |
| g (usko) | Uži zazor | 0,08–0,18 mm | Precizne mašine, alatne mašine (nepozicionirajuće ose) |
| h (usko) | Čvrsto — od nule do minimalnog | 0,00–0,10 mm | CNC ose za pozicioniranje, rotacijski stolovi, pogoni za registraciju štamparskih mašina, servo aplikacije sa reverziranjem |
Standardni zazor u odnosu na uski zazor — kada je svaki od njih prikladan
Detalj zuba spiralnog zupčanika — zazor je zazor na nepogonskim bokovima (labava strana) kada su pogonski bokovi u kontaktu. Određen je stvarnom debljinom zuba u odnosu na nominalnu, mjereno kao normalna debljina tetive zuba s_n na krugu koraka.
Standardni zazor (DIN 3967 klasa e/f) — Pogoni za prijenos snage
Standardni zazor (klasa e ili f u DIN 3967) je ispravna specifikacija za veliku većinu spiralni zupčanik Pogoni za prijenos snage — dizalice, transporteri, kompresori, pumpe, ventilatori i općenito zatvoreni mjenjači. U klasi f (normalno), zazor od približno 0,1–0,25 mm osigurava adekvatan razmak za termičko širenje, prilagođava se proizvodnim tolerancijama i omogućava ispravno funkcioniranje filma maziva. Standardni zazor ne uzrokuje nikakve operativne probleme kod jednosmjernih ili rijetko preokrenutih pogona — zazor je premalen da bi proizveo čujan udar kada je preokretanje sporo ili rijetko.
Mali zazor (DIN 3967 klasa g/h) — Kada je važno
U dvije specifične kategorije primjene potreban je čvrsti zazor, a obje uključuju spiralni zupčanik parovi koji često mijenjaju smjer i gdje je važna tačnost ugaonog položaja izlaznog vratila:
- Ose za pozicioniranje CNC alatnih mašina: Ose X, Y i Z CNC alatnih mašina koriste pogone sa zupčanicima i letvama ili kugličnim vijčanim pogonom sa spiralni zupčanici u servo mjenjaču. Svaki zazor u zupčaniku se manifestuje kao izgubljeni hod kada osa promijeni smjer - motor se kreće kroz zazor prije nego što se sto počne pomicati, stvarajući grešku pozicioniranja jednaku zazoru podijeljenom s prijenosnim omjerom na alatu. Zazor klase g ili h (obično j_n = 0,01–0,04 mm za Mn = 2–4 zupčanika servo mjenjača) ograničava ovaj izgubljeni hod ispod cilja ponovljivosti pozicioniranja ose (obično ±1–5 µm).
- Pogoni štamparskih mašina i mašina za pakovanje: Višebojne štamparske mašine zahtijevaju tačan registar (poravnanje boja po boji) pri brzinama iznad 10.000 listova/sat. Svaki zazor u zupčanicima koji pokreću cilindre za štampu proizvodi cikličku grešku registra pri brzini obrtanja oscilatornih pogona. Zazor klase g je standardan za pogone cilindara za štampu štamparskih mašina.
Kako se povratna reakcija mjeri u praksi
Za provjeru se koriste tri praktične metode spiralni zupčanik negativne reakcije u proizvodnji i ulaznoj inspekciji:
| Metoda | Kako funkcioniše | Najbolje za | Ograničenje |
|---|---|---|---|
| Analizator zupčanika (debljina zuba) | Mjeri stvarno odstupanje debljine zuba (A_s, A_i) na analizatoru zupčanika; izračunava očekivani zazor na osnovu mjerenja oba zupčanika | Inspekcija proizvodnje; ulazna inspekcija slobodnih zupčanika prije montaže | Ne uzima u obzir stvarnu varijaciju središnjeg rastojanja u kućištu |
| Mjerni listić (mjerni listić) u mreži | Umetnite mjerni listić između bočnih strana zuba koji nisu pogonski, s pogonskim bočnim stranama u potpunom kontaktu; maksimalna debljina mjerila koja prolazi = zazor | Terensko mjerenje na sastavljenom mjenjaču; brzo i jeftino | Teško za spiralne zupčanike s velikom širinom čeone površine (mjerni uređaj mora imati kontakt duž cijele dijagonalne kontaktne linije) |
| Indikator na zupčaniku | Fiksirajte jedan zupčanik; ljuljajte spojni zupčanik naprijed-nazad; ukupno očitavanje indikatora = zazor na prečniku kruga koraka | Sastavljeni mjenjač; mjeri stvarni radni zazor, uključujući međuosni razmak kućišta | Zahtijeva istovremeni pristup oba zupčanika; praktično samo na otvorenim ili dostupnim zupčanim spojevima |
Kako se povratni udar povećava tokom vijeka trajanja
Kao spiralni zupčanik Kako se par zuba troši tokom svog vijeka trajanja, obje bočne strane zuba postepeno gube materijal - stvarna debljina zuba se smanjuje, a zazor se povećava. U dobro podmazanom industrijskom mjenjaču s mekim bočnim stranama zuba (QT HB 280), normalno habanje povećava zazor na približno 0,005–0,020 mm godišnje kontinuiranog rada pri umjerenom opterećenju. Kada zazor premaši približno 3× originalnu projektovanu vrijednost, buka zupčanika se obično znatno povećava zbog povećane sile udara na strani labavosti pri preokretanju opterećenja, a napon savijanja korijena zuba se povećava zbog dinamičkog preopterećenja od udara. Mjerenje zazora je stoga koristan parametar za praćenje stanja - povećanje brzine zazora ukazuje na ubrzano habanje i signalizira približavanje potrebe za održavanjem.
Određivanje zazora na crtežu spiralnog zupčanika
Zazor je određen na spiralni zupčanik Crtanje kroz oznaku klase odstupanja debljine zuba prema DIN 3967. Ispravna oznaka crteža pojavljuje se u tabeli podataka o zupčanicima kao:
Klasa odstupanja debljine zuba: DIN 3967 − [klasa zazora][klasa tolerancije]
Primjer: DIN 3967 − ef (klasa zazora e, tolerancija debljine zuba f)
Dva znaka određuju: prvi je klasa zazora (a do d = veliki; e, f = normalan; g, h = čvrst), a drugi je tolerancija debljine zuba (koliko je širok pojas od maksimalne do minimalne debljine zuba). Uobičajene specifikacije za spiralni zupčaniciDIN 3967 − ef (normalna industrijska), DIN 3967 − fg (precizna industrijska), DIN 3967 − gh (servo/pozicioniranje).
Korea Ever-Power — Negativna reakcija specificirana i provjerena za svaku narudžbu
Stadion Ever-Powera u Koreji spiralni zupčanik — odstupanje debljine zuba prema DIN 3967 mjeri se na analizatoru zupčanika i navodi se u certifikatu o inspekciji. Potvrda o klasi zazora uključena je kao standardna dokumentacija za svaku preciznu narudžbu
Korea Ever-Power specificira ispravnu klasu zazora prema DIN 3967 za svaki spiralno rezani zupčanik narudžba — potvrđivanje odgovarajuće klase za tip primjene (standardni prijenos snage u odnosu na servo pozicioniranje) i provjera stvarnog odstupanja debljine zuba mjerenjem analizatora zupčanika. Kao direktno proizvođač spiralnih zupčanikaKlasa zazora potvrđena je u certifikatu o inspekciji koji se isporučuje uz svaku narudžbu.
Često postavljana pitanja
Ne — DIN klasa tačnosti (DIN 3962) i klasa zazora (DIN 3967) su nezavisne specifikacije. Zupčanik može biti DIN klase tačnosti 5 sa standardnim (klasa e/f) zazorom ili DIN klase tačnosti 8 sa malim (klasa g/h) zazorom. Klasa tačnosti određuje koliko se profil zuba, korak i korak podudaraju sa idealnom geometrijom; klasa zazora određuje koliko je stvarni zub tanak u odnosu na nominalnu debljinu. Obje moraju biti navedene na crtežu — nijedna ne podrazumijeva drugu.
Kada spiralni zupčanik Kada se mjenjač zagrije, kućište se širi - povećavajući međuosovinski razmak. Budući da je za datu debljinu zuba zazor j_n ∝ (C − C_design), povećanje C povećava zazor. Sami zubi zupčanika se također šire, ali međuosovinski razmak kućišta raste proporcionalno više od prečnika koraka zupčanika za tipičan čelični zupčanik u kućištu od lijevanog željeza - jer kućište ima veću dužinu na radnoj temperaturi (međuosovinski razmak 200 mm u odnosu na radijus zupčanika od 40 mm). To znači da je zazor uvijek veći na radnoj temperaturi nego pri hladnoj montaži, zbog čega se minimalni zazor mora projektovati na radnoj temperaturi, a ne pri hladnoj montaži.
Prava nulta povratna struja nije moguća u standardnom pojedinačnom spiralni zupčanik par zbog proizvodnih tolerancija i zahtjeva za termičko širenje. Šta se može postići: smanjenje povratnog udara spiralni zupčanik parovi koji koriste aksijalno prednaprezanje oprugom za preuzimanje zazora - jedan zupčanik je aksijalno podijeljen na dva, a opruga gura jednu polovinu prema spojnom zupčaniku kako bi se eliminirao zazor na labavoj strani. Ovaj pristup postiže gotovo nulti zazor za primjene pozicioniranja, po cijenu veće stope trošenja bočnih strana zuba zbog konstantne sile prednaprezanja i povećanog gubitka obrtnog momenta pogona zbog trenja prednaprezanja.
Za većinu općih industrijskih prijenosa energije spiralni zupčanik Zamjene — dizalice, pogoni transportnih traka, mjenjači pumpi, pogoni ventilatora — DIN 3967 klasa e (veliki) ili klasa f (normalni) je prikladan standard. Klasa e se preferira kada je originalno kućište mjenjača istrošeno, a stvarna središnja udaljenost je nešto veća od nominalne (što daje manju marginu zazora nego što bi to osiguralo novo kućište). Klasa f je standard za nova kućišta i zamjenske zupčanike u ispravnim kućištima. Navedite klasu g ili h samo ako je primjena potvrđena kao servo ili pozicioni pogon — veći zazor nego što je potrebno stvara poteškoće pri montaži i ubrzano habanje bez ikakve operativne koristi.
Odredite ispravnu klasu zazora za vaš spiralni zupčanik
Navedite vrstu primjene, raspon radne temperature i da li se pogon okreće unazad pod opterećenjem. Korea Ever-Power potvrđuje ispravnu klasu zazora prema DIN 3967, navodi je na proizvodnom crtežu i provjerava stvarno odstupanje debljine zuba mjerenjem analizatora zupčanika za svaku narudžbu.
DIN 3967 klase od a do h · Mjerenje debljine zuba analizatorom zupčanika · Certifikat o zazoru · MOQ 1 komad
Urednik: Cxm
