В оборудовании автоматизации с сервоприводом люфт (обратный зазор) серворедуктора является первым параметром , на который следует обратить внимание при Selection: небольшой угол, под которым входной вал может находиться в режиме холостого хода, когда входной вал зафиксирован, а выходной вал переключается вперед и назад. Единица измерения — угловой мин (угловой мин, 1°=60′). Это кажется статичным, но на самом деле это станет отклонением позиционирования на конце нагрузки в момент реверса. Распространенным заблуждением является приравнивание люфта к точности позиционирования – точность парковки оборудования зависит от бюджета ошибок после суперпозиции люфта, крутильной жесткости, согласования инерции и жесткости конструкции. В этой статье эти элементы разбиваются на детали и четко их объясняются, а также приводятся таблица преобразования и ключевые моменты.
1. Для начала разграничим понятия: люфт, повторяемая точность позиционирования и абсолютная точность позиционирования.
Эти слова часто используются как взаимозаменяемые. Люфт редуктора описывает угловой люфт зубчатой пары при переключении вперед и назад, который влияет на позиционирование заднего хода и реакцию реверса; точность повторного позиционирования — это постоянство многократного возврата к одной и той же целевой точке, на которую влияют люфт, трение и жесткость; Абсолютная точность позиционирования — это отклонение между фактическим положением и заданным положением, на которое также влияют ошибки калибровки нулевой точки и ошибки передачи. Видно, что точность серворедуктора – это не отдельный параметр, а бюджет погрешности.
2. Откуда берется люфт серворедуктора? Как классифицировать уровни точности
Сущность люфта заключается в мертвой зоне, возникающей в результате наложения люфта зубчатой пары, зазора подшипника, допусков сборки и теплового расширения. Это не дефект, а запас, который необходимо сохранить в трансмиссии: необходимы допуски на толщину зубьев и межосевое расстояние, для подшипников необходим зазор, а между поверхностями зубьев требуется пространство масляной пленки. Таким образом, инженерной целью является не «нулевой люфт», а контролируемый и повторяемый низкий люфт. В отрасли уровни точности на основе значений обратного зазора прецизионных планетарных редукторов подразделяются :
Уровень точности | Оформление возврата | Типичные сценарии применения |
|---|
Стандартный тип | 8~16 угловых минут | Конвейерные линии, смесительное оборудование, общая обработка материалов |
Тип с низким люфтом | 5~8 угловых минут | Упаковочное оборудование, текстильное оборудование, общее автоматическое позиционирование |
Тип точности | ≤3 угловых минут | Ось подачи с ЧПУ, соединение робота, поворотный стол для позиционирования |
Тип сверхвысокой точности | ≤1 угловая минута | Полупроводниковая передача, прецизионные испытательные приборы, медицинское оборудование |
Суммарный люфт двухступенчатого или трехступенчатого редуктора представляет собой наложенную величину зазоров на всех уровнях. Показатели в каталоге одноступенчатой продукции не подлежат копированию и должны рассчитываться на основе всей машины.
3. Как преобразовать люфт в ошибку на стороне нагрузки
Чтобы судить о достаточности угловой минуты, ее необходимо преобразовать в смещение конца нагрузки: Δs = r × Δθ, где 1 угловая минута ≈ 0,000291 рад. Для той же 1 угловой минуты, чем больше рабочий радиус, тем значительнее окружной ход воздуха.
рабочий радиус r | 1 угловая минута соответствует смещению | Смещение, соответствующее 3 угловым минутам |
|---|
50 мм | Около 0,015 мм | Около 0,044 мм |
100 мм | Около 0,029 мм | Около 0,087 мм |
200 мм | Около 0,058 мм | Около 0,175 мм |
500 мм | Около 0,145 мм | Около 0,436 мм |
В качестве примера возьмем рабочую станцию с поворотным рычагом радиусом 200 мм на выходном конце: если используется серворедуктор с радиусом ≤3 угловых минут , один только люфт приведет к перемещению воздуха около 0,17 мм во время реверса; если процесс допускает только ±0,05 мм, этот уровень неприменим, и необходимо повысить уровень точности или укоротить силовой рычаг. Следовательно, «Достаточно ли точна 1 угловая минута?» это ложное предложение. Правильный вопрос: каковы рабочий радиус и допустимая погрешность?
4. Просто ориентироваться на люфт недостаточно: крутильная жесткость определяет точность заряжания
Люфт вступает в силу только в момент разворота; после повторной установки поверхностей зубьев продолжающееся приложение крутящего момента приведет к упругой деформации шестерни, вала и коробки, и ошибки будут продолжать существовать. Упрощенное соотношение: угловая упругая ошибка (угл. мин) = приложенный крутящий момент (Н·м) ÷ жесткость при кручении (Н·м/угл. мин). Если принять, что жесткость редуктора равна 20 Н·м/армин, а момент нагрузки равен 200 Н·м, упругая погрешность составит 10 угл. мин; при наложенном зазоре ≤3 угл.мин комплексная погрешность коммутации при полной нагрузке близка к 13 угл.мин, а зазор составляет менее четверти. По этой причине два редуктора с одинаковым номинальным зазором ведут себя по-разному: жесткость на кручение является основной переменной точности нагрузки.
5. Согласование инерции и серия передачи: скрытые переменные динамической точности.
Статический стандарт соблюден, но динамический все еще колеблется. Причина в основном связана с согласованием инерции: инерция нагрузки, преобразованная на сторону двигателя = инерция нагрузки ÷ передаточное отношение². Для общего применения рекомендуется контролировать соотношение инерции нагрузки и инерции ротора двигателя в пределах 5:1, а в высокоточных приложениях - в пределах 3:1; когда передаточное число слишком велико, усиление сервопривода невозможно отрегулировать, и возникнут колебания скорости и выбросы останова. Вычисление инерции нагрузки, а затем определение соотношения между мощностью двигателя и редуктором более эффективно, чем простое усиление передаточного отношения. Следует также отметить, что чем больше ступеней, тем больше общий люфт: одноступенчатый КПД составляет от 95% до 97%, а двухступенчатый КПД составляет от 92% до 95%, что следует учитывать в зависимости от условий работы.
6. Быстрая проверка ключевых точек серворедуктора Selection
Обратный зазор после преобразования классифицируется в соответствии с рабочим радиусом: манипуляции и транспортировка могут быть уменьшены до 5–16 угловых минут, а соединение робота и ось ЧПУ рекомендуется составлять ≤ 3 угловых минут; жесткость на кручение при больших нагрузках и точном позиционировании рекомендуется составлять не менее 20 Н·м/мин; соотношение инерции регулируется на уровне 5:1 или 3:1; ограничитель фланца выходного конца подбирается на расстояние от 0,02 до 0,05 мм, а соосность составляет ≤ 0,05 мм, чтобы избежать повреждения упора ударом по узлу. Оборудование многоточечного позиционирования должно также обеспечивать компенсацию люфта и измерять повторяющиеся ошибки позиционирования и люфта.
Вывод: точность достигается благодаря «бюджетированию», а не его выбору.
Люфт редуктора и точность позиционирования серворедуктора представляют собой взаимосвязь между «источником ошибок» и «общими характеристиками машины»: люфт определяет реверсивное движение воздуха, крутильная жесткость определяет деформацию нагрузки, согласование инерции определяет динамическое отслеживание, а соосность установки определяет долговременную стабильность. Разделите допустимую ошибку и распределите ее по ссылкам, а затем вернитесь к тому, сколько запаса следует оставить для каждого элемента, чтобы избежать чрезмерного распределения и ухудшения качества Selection.
Серворедуктор Selection Не уверены? Связаться с Ханчжоу Weigao Transmission
Hangzhou Weigao Transmission Machinery Co., Ltd. является производителем редукторов , специализирующимся на производстве трансмиссионного оборудования . Линейка продукции включает в себя циклоидальные вертушковые редукторы, редукторы с твердой поверхностью зубьев, коаксиальные редукторы, червячные редукторы NMRV, мотор-редукторы и серии прецизионных трансмиссий. Он может предоставить подходящие решения в зависимости от фланца серводвигателя, инерции нагрузки и допустимого люфта. Отправьте нам рабочий радиус, допустимую погрешность, момент нагрузки и модель серводвигателя, и инженер бесплатно проведет базирующийся в Ханчжоу консультацию по редуктору и расчет погрешности. Как производитель редукторов Ханчжоу, , мы поддерживаем индивидуальные чертежи и образцы и сравниваем их с моделями импортных брендов. Добро пожаловать, позвоните нам для переговоров.
