Jūsų linijinė pavara stringa, skleidžia šlifavimo garsus ir sugenda daug greičiau nei tikėtasi, tačiau apkrova, atrodo, atitinka specifikacijas. Paslėptas kaltininkas, griaunantis jūsų įrangą, gali būti šoninė apkrova - jėga, veikianti statmenai numatytam pavaros judėjimui. 🚨
Šoninė apkrova tiesinėms pavaroms - tai jėgos, veikiančios statmenai pavaros judesio ašiai, sukeliančios sukibimą, ankstyvą dėvėjimąsi, sandariklių gedimą ir galimą katastrofišką žalą - net ir nedidelės šoninės apkrovos gali sutrumpinti pavaros tarnavimo laiką 70-90%, palyginti su grynai ašinės apkrovos sąlygomis. Norint užtikrinti patikimą pavaros veikimą, labai svarbu suprasti ir pašalinti šoninę apkrovą.
Neseniai dirbau su Tomu, mašinų konstruktoriumi iš automobilių dalių gamyklos Ohajuje, kurio pavaros gedo kas tris mėnesius, o ne trejus metus, nes neatpažinta šoninė apkrova ardė vidinius komponentus.
Turinys
- Kas tiksliai yra šoninė apkrova linijiniuose valdikliuose?
- Kaip šoninė apkrova pažeidžia linijinių pavarų komponentus?
- Kokios yra dažniausios šoninės apkrovos priežastys?
- Kaip išvengti ir pašalinti šoninio krovimo problemas?
Kas tiksliai yra šoninė apkrova linijiniuose valdikliuose?
Šoninė apkrova - tai bet kokia jėga, veikianti statmenai numatytai pavaros judėjimo linijai, kuri sukelia destruktyvius įtempius komponentams, suprojektuotiems tik ašinėms jėgoms.
Šoninė apkrova atsiranda tada, kai jėgos veikia stačiu kampu į pavaros strypą arba veleną, sukurdamos lenkimo momentus, kurie sukelia sukibimą, nesuderinamumą ir greitesnį guolių, sandariklių ir kreipiamųjų sistemų nusidėvėjimą - net ir minimalios šoninės apkrovos, siekiančios 5-10% ašinės jėgos nominaliosios vertės, gali sukelti didelę žalą.
Jėgos vektorių supratimas
Linijinės pavaros yra skirtos jėgoms, veikiančioms išilgai jų centrinės ašies, valdyti. Kai jėgos veikia statmenai šiai ašiai, jos sukuria:
| Jėgos tipas | Kryptis | Pavaros konstrukcija | Rezultatas |
|---|---|---|---|
| Ašinė jėga | Išilgai ašinės linijos | Sukurta šiam | Optimalus veikimas |
| Šoninė apkrova | Statmenai ašiai | NĖRA tam skirtas | Pažeidimai ir gedimai |
| Momentinė apkrova | Sukimasis aplink ašį | Ribotos galimybės | Įrišimas ir nusidėvėjimas |
Šoninės apkrovos fizika
Kai atsiranda šoninė apkrova, pavaros strypas veikia kaip svirtis, daugindamas statmeną jėgą ir sukeldamas didžiulius įtempius guolių ir sandariklių vietose. 100 svarų šoninė apkrova, veikianti 6 colių atstumu nuo guolio, gali sukelti 600 svarų colių lenkimo momentas1 - gerokai viršija daugumos pavaros galimybes.
Vizualinis identifikavimas
Dažniausi šoninės apkrovos požymiai yra šie:
- Strypų skaičiavimas arba įbrėžimų
- Netolygus sandariklio nusidėvėjimas modeliai
- Įrišimas veikimo metu
- Priešlaikinis guolių gedimas
- Nesutapimas sujungtų komponentų
Kaip šoninė apkrova pažeidžia linijinių pavarų komponentus?
Šoninė apkrova sukelia kaskadinį destruktyvų poveikį visoms pavaros vidinėms sistemoms, todėl greitai ir dažnai katastrofiškai sugenda.
Šoninė apkrova kenkia linijinėms pavaroms, nes sukuria pernelyg dideles guolių apkrovas, iškraipo sandarinimo paviršius, sukelia strypo išlinkimas2, dėl to susidėvi netolygiai, o kreipiamosios sistemos perkraunamos - paprastai sandarikliai sugenda, guoliai suardomi ir visa pavara pakeičiama ne po metų, o po kelių mėnesių.
Guolių sistemos sunaikinimas
Linijinės pavaros guoliai skirti radialinėms apkrovoms išilgai ašies, o ne statmenoms jėgoms. Šoninės apkrovos priežastys:
- Taškinis krovimas vietoj paskirstytų jėgų
- Spartesnis dėvėjimasis ant guolių paviršių
- Šilumos gamyba nuo padidėjusios trinties
- Priešlaikinis gedimas guolių riedmenų ir rutuliukų
Sandarinimo sistemos kompromisas
Šoninė apkrova iškraipo pavaros strypą, todėl:
- Netolygus sandariklio kontaktas slėgis
- Priešlaikinis sandariklio išspaudimas ir plyšimas
- Skysčių nuotėkis praeityje pažeistos plombos
- Užteršimo įvežimas dėl pažeisto sandarinimo
Realios žalos įvertinimas
Viskonsino maisto perdirbimo įmonės techninės priežiūros vadovė Lisa pasidalijo savo patirtimi apie šoninio pakrovimo žalą. Jos įmonėje pavaros sugesdavo kas 4-6 mėnesius:
- 80% sandariklio gedimų dažnis
- Reikalingas pilnas guolių keitimas
- $15 000 metinių pakeitimo išlaidų
- 2-3 dienų prastovos dėl gedimo
Įdiegus tinkamą šoninės apkrovos pašalinimą pagal "Bepto" rekomendacijas, pavaros eksploatavimo laikas pailgėjo iki daugiau nei 2 metų, o priežiūra buvo minimali.
Kokios yra dažniausios šoninės apkrovos priežastys?
Norint išvengti pavaros pažeidimų ir užtikrinti patikimą sistemos veikimą, būtina nustatyti šoninės apkrovos šaltinius.
Dažniausios šoninės apkrovos priežastys yra neteisingai suderinti montavimo laikikliai, lanksčios jungtys be tinkamos atramos, necentrinis apkrovos taikymas, šiluminis plėtimasis3 poveikis, susidėvėjusios kreipiamosios sistemos ir netinkamas pavaros dydis - daugiau kaip 60% šoninės apkrovos gedimų priežastis yra montavimo nesuderinamumas.
Montavimo ir derinimo problemos
Bloga montavimo praktika:
- Netinkamai suderinti montavimo laikikliai
- Netinkamos paramos struktūros
- Lankstūs montavimo paviršiai
- Neatsižvelgta į šiluminį plėtimąsi
Lyginimo nuokrypiai:
- Kampinis nuokrypis > 0,1 laipsnio
- Lygiagretus poslinkis > 0,005 colio pėdai
- Montavimo paviršiaus deformacija veikiant apkrovai
Įkrovos taikymo problemos
Įkrovimas ne iš centro:
- Apkrovos, veikiančios nuo pavaros ašinės linijos
- Nesubalansuotos kelių taškų jungtys
- Ekscentrinės apkrovos pasiskirstymas
- Dinaminiai apkrovos poslinkiai darbo metu
Sistemos projektavimo trūkumai
Netinkamos paramos sistemos:
- Trūksta linijinių kreipiančiųjų arba bėgių
- Nepakankamas konstrukcijos standumas
- Lanksčios jungtys be tinkamų apribojimų
- Nepakankamai dideli atraminiai komponentai
Aplinkos veiksniai
Išorinės sąlygos, lemiančios šoninę apkrovą:
- Šiluminis plėtimasis dėl nesutapimo
- Vibracija kuriant dinamines šonines apkrovas
- Atsiskaitymas tvirtinimo konstrukcijų laikui bėgant
- Dėvėkite jungtiniuose komponentuose
Kaip išvengti ir pašalinti šoninio krovimo problemas?
Taikant tinkamą projektavimo praktiką ir atramines sistemas galima pašalinti šoninę apkrovą ir gerokai pailginti pavaros tarnavimo laiką.
Užkirsti kelią šoninei apkrovai padeda tikslus išlyginimas montuojant, išorinės linijinės kreipiančiosios kroviniui palaikyti, lanksčios jungtys, leidžiančios prisitaikyti prie poslinkio, tinkama montavimo laikiklių konstrukcija ir reguliarūs techninės priežiūros patikrinimai - su Išoriniai linijiniai kreiptuvai4 tai efektyviausias sprendimas didelės apkrovos įrenginiams.
Dizaino sprendimai
Išoriniai linijiniai kreiptuvai:
Veiksmingiausias sprendimas šoninei apkrovai pašalinti yra išorinių linijinių kreipiančiųjų arba bėgelių naudojimas, kurie perduoda visas statmenąsias jėgas, todėl pavara atlieka tik ašinį judesį.
Lanksčios jungčių sistemos:
- Universalieji šarnyrai, skirti kampiniam nuokrypiui
- Silfoninės movos dėl šiluminio plėtimosi
- Sferiniai guoliai, užtikrinantys daugiaašį lankstumą
Geriausia diegimo praktika
Tikslaus derinimo procedūros:
- Naudokite lazerinius derinimo įrankius svarbiausioms programoms
- Patikrinkite montavimo paviršiaus plokštumą ir standumą
- Kronšteinų konstrukcijoje atsižvelkite į šiluminį plėtimąsi
- Įdiegti reguliuojamas montavimo sistemas
Paramos struktūros reikalavimai:
- Tvirtinimo paviršiai turi būti tvirti ir gerai atremti.
- Kronšteino deformacija, veikiant visai apkrovai < 0,001 colio
- Tiksliai padėčiai nustatyti naudokite kaiščius
- Jei reikia, įgyvendinkite vibracijos izoliaciją.
"Bepto" šoninės krovos sprendimai
Mūsų cilindrų be strypų konstrukcijos iš prigimties yra atsparesnės šoninei apkrovai nei tradicinės strypinės pavaros, nes:
- Didesni guolių paviršiai efektyviau paskirstyti apkrovas.
- Integruotos kreipiamosios sistemos valdyti statmenas jėgas
- Tvirta konstrukcija geriau atlaiko poslinkius
- Modulinis montavimas parinktys, pritaikytos įvairiems įrenginiams
Neseniai padėjome Šiaurės Karolinoje įsikūrusios pakavimo mašinų įmonės inžinieriui Michaelui pašalinti nuolatines šoninio pakrovimo problemas, pakeitę tradicinius cilindrus į mūsų valdomus belaidžius įrenginius, 75% sumažindami jo techninės priežiūros išlaidas ir kartu padidindami sistemos patikimumą.
Priežiūra ir stebėjimas
Reguliarūs tikrinimo taškai:
- Patikrinkite, ar nėra strypo įbrėžimų arba neįprastų nusidėvėjimo modelių
- Stebėti sandarinimo būklę ir nuotėkį
- Periodiškai tikrinkite montavimo lygiavimą
- Dokumentuoti veiklos tendencijas per tam tikrą laiką
Prevencinės priemonės:
- Įgyvendinti derinimo patikras atliekant suplanuotą techninę priežiūrą
- Prieš gedimą pakeiskite susidėvėjusius kreipiančiųjų komponentus
- Stebėkite sistemos veikimą ir ieškokite ankstyvųjų įspėjamųjų ženklų
- Apmokykite techninės priežiūros darbuotojus, kaip atpažinti šoninį pakrovimą
Išvada
Šoninė apkrova yra tylus linijinių pavarų žudikas - investuokite į tinkamą konstrukciją ir atramines sistemas, kad apsaugotumėte savo investicijas į įrangą. 🛡️
Dažniausiai užduodami klausimai apie šoninę linijinių pavarų apkrovą
K: Kokią šoninę apkrovą gali atlaikyti tipinė linijinė pavara?
Dauguma linijinių pavarų gali atlaikyti tik 2-5% savo ašinės jėgos nominalios vertės šoninę apkrovą, o net ir nedidelės statmenos jėgos sukelia didelę žalą ir sutrumpina tarnavimo laiką.
K: Ar galiu išspręsti šoninio krovimo problemas po įdiegimo?
Taip, atliekant perderinimo procedūras, pridedant išorines kreipiamąsias sistemas, įrengiant lanksčias jungtis arba modernizuojant pavaros su geresniu atsparumu šoninei apkrovai, nors prevencija projektavimo metu visada yra ekonomiškesnė.
K: Kuo skiriasi šoninė apkrova nuo momentinės apkrovos?
Šoninė apkrova - tai statmenos jėgos, o momentinė apkrova - sukimosi jėgos aplink pavaros ašį.
Klausimas: Ar cilindrai be strypų geriau atlaiko šoninę apkrovą nei strypinės pavaros?
Taip, cilindrai be strypų dėl didesnių guolių paviršių, integruotų kreipiamųjų sistemų ir tvirtesnės konstrukcijos paprastai yra atsparesni šoninėms apkrovoms, todėl jie idealiai tinka darbams, kuriuose galimi nuokrypiai.
K: Kaip apskaičiuoti šoninę apkrovą savo programoje?
Išmatuokite statmenąsias jėgas naudodami apkrovos jutiklius arba apskaičiuokite pagal geometriją ir taikomas apkrovas - bet kokia jėga, veikianti ne išilgai pavaros ašinės linijos, prisideda prie šoninės apkrovos ir turėtų būti sumažinta arba pašalinta.
-
Išnagrinėkite šią pagrindinę inžinerijos sąvoką, apibūdinančią reakciją, kurią sukelia konstrukcinis elementas, veikiamas išorinės jėgos. ↩
-
Suprasti konstrukcijos nestabilumo principus, kai staiga sugriūva gniuždoma plona kolona. ↩
-
Sužinokite apie medžiagų fizikines savybes, dėl kurių jos keičia formą reaguodamos į temperatūros pokyčius. ↩
-
Sužinokite apie įvairias išorinių kreipiančiųjų sistemas, naudojamas kroviniams atremti ir tiksliam linijiniam judėjimui užtikrinti. ↩
