Шта је зазор спиралног зупчаника?
Неповратна реакција у спирални зупчаник Зазор између бочних страна зубаца који нису погонски када су бочни делови зубаца у контакту на пројектованом међуосно растојању. Прецизније: када је један зупчаник из спојеног пара фиксиран, зазор је угаони опсег кроз који се други зупчаник може окретати без додиривања бочних страна зубаца са било које стране. То је зазор уграђен у мрежу како би се омогућило термичко ширење, толеранције у производњи, простор уљног филма и грешке при склапању — и како би се спречило међусобно ометање зубаца када се смер погона промени или када термички раст кућишта благо прошири међуосно растојање.
Зазор се мери на кругу корака зупчаника као линеарно померање j_t (зазор попречне равни, у mm) или као угаони зазор j_α на вратилу зупчаника (у лучним минутима или милирадијанима). Ова два су повезана са: j_α = 2 × j_t / d₁, где је d₁ пречник корака. За потребе набавке и инспекције, зазор се скоро увек наводи као j_t или као одступање дебљине зуба од номиналне вредности.
Зашто постоји повратна реакција — четири инжењерска разлога
Како се мењач загрева од хладног старта до радне температуре, растојање између осовина зупчаника се повећава брзином коју одређује коефицијент термичког ширења материјала кућишта (ливено гвожђе: 11 µm/m·°C, алуминијум: 23 µm/m·°C). За кућиште од ливеног гвожђа са растојањем између осовина од 200 mm и порастом температуре од 50°C: ΔC = 11 × 10⁻⁶ × 200 × 50 = 0,11 mm. Без зазора, ово термичко ширење би довело до интерференције бочних страна зубаца и изазвало би заглављивање.
Ниједан зупчаник или кућиште се не производи у складу са својом тачном номиналном димензијом. Растојање између оси има производну толеранцију, дебљина зубаца има толеранцију, а пречник корака зупчаника има толеранцију. Зазор прилагођава најгору могућу комбинацију ових толеранција без изазивања интерференције зубаца — минимални зазор је пројектован тако да премаши најгори могући стек толеранција.
Уљни филм EHL између бочних страна зубаца који нису погонски (лабава страна мреже) мора имати зазор како би се спречило истискивање уља под притиском бочних страна празног хода. При великим брзинама спирални зупчаник погони, недовољан зазор на лабавој страни може створити осцилације притиска уљног филма које доприносе буци.
Мале честице хабања и честице контаминације у уљу за мењач морају бити у стању да прођу кроз зону бочног дела без контакта без заглављивања. Зупчаници са веома уским зазором су подложни заглављивању изазваном честицама које ствара ударна оптерећења када се честица избаци - разлог зашто је зазор веома уским спирални зупчаник Примене такође захтевају веома фину филтрацију уља.
Како се контролише зазор — дебљина зуба и растојање између центара
Неповратна реакција у спирални зупчаник Пар је одређен двема независним променљивим: дебљином зуба сваког зупчаника (мерено у нормалној равни као нормална дебљина тетиве зуба s_n) и стварним међуосно растојањем на којем је пар састављен. Однос између ових и резултујућег зазора је:
j_n = (s_n_номинални − s_n_стварни_зупчаник − s_n_стварни_пречник) × cos α_n
У пракси, зазор се контролише првенствено одређивањем дебљине зуба одступање од номиналне — чинећи зубе зупчаника нешто тањим од савршене номиналне дебљине еволвенте. DIN 3967 пружа стандардизовани систем класа толеранције дебљине зуба које дефинишу колико тањи стварни зуб може бити у односу на номиналну.
DIN 3967 Систем толеранције дебљине зуба
DIN 3967 одређује толеранцију дебљине зуба за спирални зупчаник као два одступања од номиналне дебљине зуба: горње одступање A_s (колико је максимално дозвољена дебљина зуба тања од номиналне) и доње одступање A_i (колико је минимална тања). И A_s и A_i су негативни (стварни зуб је увек тањи од номиналног да би се осигурао зазор). Толеранција дебљине зуба T_s = A_s − A_i.
| DIN 3967 класа | Опис | Типичан опсег j_n (при Mn=5, α_n=20°) | Примена |
|---|---|---|---|
| д (веома велико) | Веома велики додатак за зазор | 0,30–0,60 мм | Тешки, спори индустријски погони; велики термички замах; лакоћа монтаже |
| е (велики) | Велика реакција | 0,20–0,40 мм | Стандардни индустријски мењачи (дизалице, транспортери, пумпе) |
| ф (нормално) | Нормална реакција | 0,14–0,28 мм | Опште машине, стандардни затворени мењачи — најчешћа спецификација |
| г (уско) | Ужи зазор | 0,08–0,18 мм | Прецизне машине, машински алати (непозиционирајуће осе) |
| h (уско) | Чврсто — од нуле до минималног | 0,00–0,10 мм | CNC осе за позиционирање, ротациони столови, погони за регистрацију штампарских машина, серво апликације са обртањем |
Стандардни зазор у односу на чврст зазор — када је сваки од њих одговарајући
Детаљ зубаца спиралног зупчаника — зазор је зазор на непогонским боковима (лабава страна) када су погонски бокови у контакту. Одређује га стварна дебљина зуба у односу на номиналну, мерено као нормална дебљина тетиве зуба s_n на кругу корака.
Стандардни зазор (DIN 3967 класа e/f) — Погони за пренос снаге
Стандардни зазор (класа е или ф у DIN 3967) је исправна спецификација за велику већину спирални зупчаник погони за пренос снаге — кранови, транспортери, компресори, пумпе, вентилатори и општи затворени мењачи. У класи f (нормално), зазор од приближно 0,1–0,25 мм обезбеђује адекватан зазор за термичко ширење, прилагођава се производним толеранцијама и омогућава правилно функционисање филма мазива. Стандардни зазор не изазива никакве оперативне проблеме код једносмерних или ретко обртајућих погона — зазор је премали да би произвео чујан ударац када је обртање споро или ретко.
Чврста зазорност (DIN 3967 класа g/h) — када је важно
Чврст зазор је потребан у две специфичне категорије примене, обе укључују спирални зупчаник парови који често мењају смер и где је тачност угаоног положаја излазног вратила важна:
- Осе за позиционирање CNC машинских алата: Осе X, Y и Z CNC машинског алата користе погоне са зупчаником и летвом или кугличним вијаком са спиралних зупчаника у серво мењачу. Било какав зазор у зупчанику се појављује као изгубљени покрет када оса промени смер — мотор се креће кроз зазор зазора пре него што сто почне да се креће, стварајући грешку позиционирања једнаку зазору подељеном са преносним односом на алату. Зазор класе g или h (типично j_n = 0,01–0,04 mm за Mn = 2–4 зупчаника серво мењача) ограничава овај изгубљени покрет испод циља поновљивости позиционирања осе (типично ±1–5 µm).
- Погони штампарских машина и машина за паковање: Вишебојне штампарске машине захтевају прецизан регистар (поравнање боја по боји) при брзинама изнад 10.000 листова/сат. Било какав зазор у зупчаницима који покрећу цилиндре за штампање производи цикличну грешку регистра при брзини обртања осцилаторних погона. Зазор класе g је стандард за погоне цилиндра за штампање штампарских машина.
Како се мери негативна реакција у пракси
Три практичне методе се користе за проверу спирални зупчаник реакције у производњи и улазној инспекцији:
| Метод | Како функционише | Најбоље за | Ограничење |
|---|---|---|---|
| Анализатор зупчаника (дебљина зуба) | Мери стварно одступање дебљине зуба (A_s, A_i) на анализатору зупчаника; израчунава очекивани зазор на основу мерења оба зупчаника | Инспекција производње; улазна инспекција лабавих зупчаника пре монтаже | Не узима у обзир стварну варијацију међуосночне удаљености у кућишту |
| Оловни мерач (мерни пилећи мерач) у мрежи | Уметните мерни пип између бочних страна зубаца који нису погонски, тако да су бочни делови у потпуном контакту; максимална дебљина мерног пипа која пролази = зазор | Мерење на терену на склопљеном мењачу; брзо и јефтино | Тешко за спиралне зупчанике са великом ширином површине (мерило мора да додирује дуж пуне дијагоналне контактне линије) |
| Индикатор на ободу зупчаника | Фиксирајте један зупчаник; љуљајте спојни зупчаник напред-назад; укупно очитавање индикатора = зазор на пречнику круга зупчаника | Склопљени мењач; мери стварни радни зазор, укључујући међуосно растојање кућишта | Захтева истовремени приступ оба зупчаника; практично само на отвореним или приступачним зупчаним спојевима |
Како се зазор повећава током века трајања
Као спирални зупчаник Како се пар зубаца хаба током свог животног века, обе бочне стране зубаца постепено губе материјал — стварна дебљина зубаца се смањује, а зазор се повећава. Код индустријског мењача са добро подмазаним бочним странама зубаца (QT HB 280), нормално хабање повећава зазор на приближно 0,005–0,020 мм годишње непрекидног рада при умереном оптерећењу. Када зазор пређе приближно 3 пута оригиналну пројектовану вредност, бука зупчаника се обично приметно повећава због повећане силе удара са стране лабавог дела при преокрету оптерећења, а напон савијања корена зубаца се повећава због динамичког преоптерећења од удара. Мерење зазора је стога користан параметар за праћење стања — повећање брзине зазора указује на убрзано хабање и сигнализира приближавање потребе за одржавањем.
Одређивање зазора на цртежу спиралног зупчаника
Зазор је одређен на спирални зупчаник Цртеж кроз ознаку класе одступања дебљине зуба према DIN 3967. Исправна ознака цртежа се појављује у табели података о зупчанику као:
Класа одступања дебљине зуба: DIN 3967 − [класа зазора][класа толеранције]
Пример: DIN 3967 − ef (класа зазора e, толеранција дебљине зуба f)
Два знака одређују: први је класа зазора (од a до d = велики; e, f = нормалан; g, h = чврст), а други је толеранција дебљине зуба (колико је широк опсег од максималне до минималне дебљине зуба). Уобичајене спецификације за спиралних зупчаникаDIN 3967 − ef (нормална индустрија), DIN 3967 − fg (прецизна индустрија), DIN 3967 − gh (серво/позиционирање).
Кореја Евер-Пауер — Негативне реакције наведене и верификоване за сваку поруџбину
Стадион Кореја Евер-Пауер спирални зупчаник — одступање дебљине зубаца према DIN 3967 мери се на анализатору зупчаника и наводи се у сертификату о инспекцији. Потврда класе зазора је укључена као стандардна документација уз сваку прецизну поруџбину
Кореа Евер-Пауер одређује исправну класу зазора према DIN 3967 за сваки спирално сечени зупчаник поруџбина — потврђивање одговарајуће класе за тип примене (стандардни пренос снаге у односу на серво позиционирање) и провера стварног одступања дебљине зуба мерењем анализатора зупчаника. Као директно произвођач спиралних зупчаника, класа зазора је потврђена у сертификату о инспекцији који се испоручује уз сваку поруџбину.
Често постављана питања
Не — DIN класа тачности (DIN 3962) и класа зазора (DIN 3967) су независне спецификације. Зупчаник може бити DIN класе тачности 5 са стандардним (класа e/f) зазором или DIN класе тачности 8 са малим (класа g/h) зазором. Класа тачности одређује колико се профил зуба, корак и корак подударају са идеалном геометријом; класа зазора одређује колико је стварни зуб танак у односу на номиналну дебљину. Обе морају бити наведене на цртежу — ниједна не подразумева другу.
Када спирални зупчаник Када се мењач загреје, кућиште се шири — повећавајући међуосно растојање. Пошто је зазор j_n ∝ (C − C_design) за дату дебљину зуба, повећање C повећава зазор. Сами зуби зупчаника се такође шире, али међуосно растојање кућишта расте пропорционално више од пречника корака зупчаника за типичан челични зупчаник у кућишту од ливеног гвожђа — јер кућиште има већу дужину на радној температури (межосно растојање 200 мм у односу на полупречник зупчаника од 40 мм). То значи да је зазор увек већи на радној температури него при хладној монтажи, због чега минимални зазор мора бити пројектован на радној температури, а не при хладној монтажи.
Прави нулти зазор није могућ код стандардног појединачног спирални зупчаник пар због производних толеранција и захтева за термичко ширење. Шта се може постићи: анти-повратни удар спирални зупчаник парови који користе аксијално преднапрезање опругом за надокнађивање зазора — један зупчаник је аксијално подељен на два, а опруга гура једну половину према спојеном зупчанику како би се елиминисао зазор на лабавој страни. Овим приступом се постиже готово нулти зазор за примене позиционирања, по цену веће стопе хабања бочних страна зубаца због константне силе преднапрезања и повећаног губитка обртног момента погона због трења преднапрезања.
За већину општих индустријских преноса енергије спирални зупчаник замене — дизалице, погони транспортера, мењачи пумпи, погони вентилатора — одговарајућа је класа е (велика) или класа ф (нормална) по DIN 3967. Класа е је пожељнија када је оригинално кућиште мењача истрошено и стварно међуосно растојање је нешто веће од номиналног (што даје мању маргину зазора него што би ново кућиште пружило). Класа ф је стандардна за нова кућишта и резервне зупчанике у добрим кућиштима. Наведите класу г или х само ако је примена потврђена као серво или погон за позиционирање — већи зазор него што је потребно ствара потешкоће у монтажи и убрзано хабање без икакве оперативне користи.
Наведите исправну класу зазора за ваш спирални зупчаник
Наведите тип примене, опсег радне температуре и да ли се погон окреће уназад под оптерећењем. Korea Ever-Power потврђује исправну класу зазора према DIN 3967, наводи је на производном цртежу и верификује стварно одступање дебљине зуба мерењем анализатора зупчаника за сваку поруџбину.
DIN 3967 класе од a до h · Мерење дебљине зубаца анализатора зупчаника · Сертификат о зазору · Минимална наруџбина 1 комад
Уредник: Cxm
