伺服联轴器:爪式联轴器、奥尔德姆联轴器、梁式联轴器、盘式联轴器、波纹管联轴器(从中心顺时针开始)。
保持伺服驱动系统以最高效率运行不是一件简单的事情。对性能标准的误解,如不对中、扭矩或转速,都可能导致关键故障。以下是持续破坏或损坏耦合驱动系统的8种最佳方法(以及如何在未来避免它们)。
1.选择错误的耦合
不出所料,最有效和最常见的破坏系统的方法之一是选择错误的耦合。为了避免耦合失效,设计工程师必须牢记许多因素。平衡标准,如扭矩,转速,轴尺寸,公差,操作环境和不对中是至关重要的选择正确的联轴器。
2.不确定偏差
大多数伺服应用程序有一种或多种形式的不对中。这是一个主要的问题,因为不对准可能导致压力的系统组件,如轴承-不仅仅是联轴器本身。对中偏差通常是由从系统的驱动侧到驱动侧的公差不匹配引起的。这可能是由多种因素造成的,包括来自不同制造商的部件、装配不准确、运行过程中的系统/电机运动、系统组件磨损、安装不良和轴热膨胀。每种耦合样式都可以容纳不同数量的错位。设计人员必须了解现有偏差的性质,以确定是否需要以扭矩等因素为代价来进行高偏差联轴器,或者在选择联轴器之前是否需要进行校正系统调整。
这个风箱耦合在一个比另一个更接近毂的深度卷积中失败了,这代表了在错位情况下可能发生的情况。这种类型的故障可能发生在超过联轴器设计限制的过度不对中,或者联轴器安装不当,并且不对中(同样在规格范围内)不是均匀分布在波纹管上。
3.超过了RPM的建议
系统要求决定速度,在精密驱动伺服系统中,速度可能达到2,000、5,000、10,000甚至25,000 rpm。不幸的是,并不是每个耦合都能处理更高的速度,即使它们在其他方面非常适合系统。超过制造商的RPM额定值会导致耦合失效或系统组件损坏。即使联轴器的额定转速很高,更高的转速也会增加不对准的影响。例如,碟片式联轴器在其最大额定转速为10,000 RPM时可能会出现轻微的角度偏差,而不会对联轴器或系统组件造成不利影响,但在转速为15,000 RPM时,同样的偏差会造成损坏。设计人员必须知道联轴器将经历的最大运行速度,以选择正确的一个。同样重要的是要了解制造商是如何确定评级的——是孤立地考虑性能因素还是最大限度地考虑所有因素。
4.未考虑联轴器磨损
联轴器被设计成大多数系统中的磨损元件,以保护更昂贵的部件,如轴承和电机。每个耦合的磨损和失效方式都不同。梁式和波纹管联轴器在使用寿命结束时将完全失效,停止动力传输。盘式、颚式和奥尔德姆式联轴器将失去零间隙,但仍能传递运动。根据应用要求,其中一种磨损类型可能是不可取的。此外,设计人员必须考虑联轴器在使用寿命结束时是否需要维护或更换。梁式、波纹管式和阀瓣式联轴器无需维护,故障后需要完全更换,而奥尔德姆式和颚式联轴器的性能可以在故障后更换插入件恢复。在测试阶段,设计人员可以更好地了解耦合的使用寿命,并给出建议的PM计划,以最好地避免计划外停机。
5.联轴器安装错误
没有比错误地安装它更快的方法来撤销选择完美耦合和优化系统参数的工作了。例如,螺丝的扭矩不均匀,轴不正确的插入,安装偏心,以及压缩或拉伸联轴器,都可能导致故障或敏感系统组件的过早磨损。最安全的选择是遵循制造商的安装说明,特别是当伴随着视频。
6.购买通用的耦合
并不是所有的耦合都是平等的,或出于相同的目的。有些联轴器是按照通用的规格、公差和设计制造的,因此它们与市场上的许多其他联轴器几乎没有区别。这可能适用于性能要求有限的系统,但精确系统通常需要或受益于附加功能的耦合。例如,平衡设计并不是大多数联轴器的行业标准。在像印刷这样的应用中,平衡设计所提供的减少振动是必要的——不精确的联轴器将导致捆扎和昂贵的浪费或停机。上图中的五个伺服联轴器都有平衡孔,进行平衡设计。1: Oldham联轴器2:jaw联轴器3:波纹管联轴器4:disc联轴器5:beam联轴器
这个梁联轴器在中心附近失效,这代表了在扭矩过载情况下可能发生的情况。应用一个大于联轴器设计极限的扭矩来说明这个例子。在平行错位的应用中,梁耦合失效也可能发生,因为单个梁必须同时向两个不同的方向弯曲,在耦合中产生更大的应力,可能导致过早失效。
7.在设计过程的后期选择耦合
运动控制联轴器往往是在设计过程的后期才选择的。这可以限制系统中使用的耦合及其提供的性能。例如,需要高扭矩和高速度的系统可能需要使用圆盘式联轴器,但最终由于包络面太小,无法安装双圆盘式联轴器,迫使设计者选择单圆盘式联轴器。虽然它可以满足速度和扭矩要求,但单阀瓣联轴器无法适应平行不对中,这意味着系统在安装过程中需要更高的精度,以消除平行不对中机会,可能会增加成本和复杂性。在设计过程中尽早考虑耦合可能会消除这个问题,节省时间和金钱。为了使设计过程更容易,制造商可以在他们的网站上提供CAD、详细的产品信息和技术支持。
8.失败的测试
系统设计的首要规则之一始终是测试。虽然在设计中一切看起来都是正确的,但是在耦合在通用的使用条件下运行之前,很难确定其适用性。在实际系统中使用之前进行广泛的测试可以帮助最大化耦合和系统性能。制造商可以在设计过程中提供技术支持,并提供产品样品,以确保正确的耦合选择。
了下:耦合技巧




