В насосе или вентиляторевал двигателядолжен только передать крутящий момент. В сервоприводе, соединении робота или оси ЧПУ он также должен определять положение. Биение вала в несколько микрон становится видимой ошибкой на конце манипулятора робота, и оператор слышит вой при каждом переключении. Эта разница меняет то, какие характеристики имеют значение. В этом руководстве описаны валы, которые Гуаншо строит для автоматизации, и номера, которые их разделяют.
Общий промышленный вал рассчитан на прочность. Выдержит ли он крутящий момент и прослужит ли он долго? Перед этим валу автоматизации предстоит ответить еще на два вопроса.
Первый – позиционный. Сервосистема замыкает свой контур на энкодере на одном конце вала, но работа происходит на другом конце. Любое биение, любой эксцентриситет, любой перекос между этими двумя точками — это ошибка, которую система управления не может увидеть и исправить. Вал должен быть достаточно точным, чтобы показания энкодера были достоверными.
Второй акустический. Ячейки автоматизации бегают рядом с людьми. Вал, который слегка разбалансирован, на скорости издает слышимый вой и вибрацию, которая сокращает срок службы подшипника. Уровень баланса здесь — это характеристика, а не второстепенная мысль.
Четыре человека выполняют большую часть работы по чертежу вала автоматики. Именно эти ценности Гуаньшо придерживается в производстве.
Соосность — это то, о чем покупатели чаще всего занижают. Он описывает, насколько хорошо каждый диаметр имеет одну ось. На сервовале седло энкодера, шейки подшипника и выходной конус должны совпадать по расположению центра. Если они расходятся более чем на несколько микрон, мотор борется сам с собой.
Биение на валу не остается на валу. В манипуляторе робота ошибка в суставе умножается на радиус действия руки. Вот почему шарнирные валы задаются гораздо более жесткими, чем предполагает допуск рабочего органа. Бюджет вала должен составлять часть бюджета системы.
A вал серводвигателяпостроен вокруг интерфейса на его выходном конце. Guansho обрабатывает их со стандартным конусом 1:10, внутренней резьбой от M4 до M12 и торцевыми фасками от C0,5 до C2. Конус и стяжной болт обеспечивают жесткое соединение без люфта, что и необходимо для системы позиционирования. Ступица со шпонкой и зазором даст сервоприводу повод для охоты.
Маршрут — токарная обработка на станке с ЧПУ с последующим сверхтонким шлифованием, доводящим соосность до ≤0,005 мм, а затем коррекция динамического баланса G1. Доступны три варианта упрочнения поверхности: закалка поверхности, азотирование и хромирование.
Шаговые валы обеспечивают движение с разомкнутым контуром, поэтому энкодер не корректирует ошибки. Звучит так, как будто должны требоваться более жесткие характеристики, но нагрузка легче, а скорости ниже, поэтому практические требования смягчаются.
| Спецификация | Шаговый вал | Сервовал |
|---|---|---|
| Закончиться | от 0,01 до 0,02 мм | Соосность ≤0,005 мм |
| Допуск диаметра | h7 | h5 / h6 |
| Чистота поверхности | Ra от 0,8 до 1,6 мкм | Ra от 0,2 до 0,4 мкм |
| Баланс | Обычно не указывается | Г1 или лучше |
| Выходной конец | Обычный, D-плоский или шпоночный паз | Конус 1:10 с резьбой от M4 до M12. |
Разрыв между этими двумя столбцами и есть разрыв в стоимости. Указание цифр сервокласса в шаговом приложении — один из наиболее распространенных способов, с помощью которых покупатели переплачивают. Если машина работает с разомкнутым контуром и работает на умеренной скорости, то шаговая колонка является подходящим вариантом.
Изготовление валов на высокоскоростных валах затруднено. Гуаньшо строитвалы высокоскоростного двигателяот φ5 до φ50 мм, биение поддерживается на уровне от ≤0,001 до 0,003 мм, допуск h5 или h6, Ra от 0,2 до 0,4 мкм и баланс G1 или лучше. Подложка представляет собой высокопрочный сплав, закаленный, отпущенный и азотированный.
Причина таких цифр – физика. Сила дисбаланса возрастает пропорционально квадрату скорости вращения. Остаточный дисбаланс, невидимый при 1500 об/мин, становится разрушительной силой на скоростях шпинделя. Валы шпинделей станков имеют поверхностную твердость от 60 до 65 HRC и сбалансированы до G0,1–G0,4 с усталостным сроком службы более 15 000 часов.
Некоторые средства автоматизации работают в атмосфере, где опасность представляет искра. Валы двигателей взрывозащищенные, выдерживают биение до ≤0,01 мм и могут быть изготовлены из искробезопасного сплава. Малое биение здесь связано не только с точностью. Он удерживает ротор по центру, чтобы ничего не трелось, потому что трение в первую очередь генерирует тепло и искры.
Большинство валов автоматизацииступенчатые валы. На каждом этапе подшипник, уплотнение, шестерня или блок роторов располагаются в заданном положении по длине. Две спецификации определяют, будут ли эти части сидеть ровно.
Число перпендикулярности – это то, что кусается. Подшипник, прижатый к ступеньке неквадратной формы, с момента установки нагружается неравномерно. Он перегреется и рано выйдет из строя, и неисправность будет выглядеть как проблема с подшипником, а не с валом. Гуаньшо строит их какодин шагидвойной шагвалы.
Выходной характеристикой является не только решение по позиционированию, но и крутящий момент. В каждом варианте жесткость сочетается с затратами.
| Особенность | Поведение | Лучше всего подходит |
|---|---|---|
| Ре-бемоль | Простой, недорогой, некоторый клиренс | Маленькие шаговые модели, легкий режим работы. |
| шпоночный паз | Высокий крутящий момент, но зазор допускает люфт | Мотор-редукторы, односторонние приводы |
| Сплайн | Нагрузка распределяется между многими зубьями, низкий люфт | Роботизированные соединения, реверсивные сервоприводы |
| Конус и болт | Самый жесткий, практически нулевой люфт | Выход сервопривода заканчивается |
Шпоночные канавки вырезаны по GB/T 1095. Для реверсивной сервооси люфт в шпоночном соединении проявляется непосредственно как ошибка позиционирования, поэтому на конце сервопривода преобладает конусный интерфейс. Гуаньшо держитмногошпоночныйсимметрия до ≤0,02 мм, где ключ является правильным ответом.
Валы автоматизации часто нуждаются в твердой поверхности без твердого сердечника. Доступны четыре метода лечения, и они решают разные проблемы.
| Уход | Что это дает |
|---|---|
| Индукционная закалка | Твердый журнал, прочное ядро, никаких изменений измерений, о которых можно было бы говорить. |
| Азотирование | Очень твердая поверхность с низкой деформацией. Подходит для высокоскоростных валов. |
| Твердое хромирование | Устойчивость к износу и коррозии, а также способ восстановления изношенных шеек |
| Керамическое покрытие | Чрезвычайная износостойкость и электрическая изоляция там, где это необходимо. |
Спросите любого поставщика, шлифуется ли вал после обработки поверхности. Азотирование и гальваническое покрытие меняют конечный размер. Если обработка является последней операцией, то допуск на чертеже не соответствует полученному вами допуску.
Шарнирные валы роботов сталкиваются с нагрузками, которых никогда не видел ни один вал насоса. Они постоянно начинаются, останавливаются и меняют направление, и каждый цикл — это цикл усталости. Валы промышленных роботов Guansho рассчитаны на то, чтобы без сбоев выдерживать более 1 000 000 циклов усталостного износа, что является квалификационным показателем для этого класса работ.
Достижение этого — это совокупность всего процесса, а не один трюк. Легированная сталь, маршрут термообработки, соответствующий марке, большие радиусы при вершине при изменении диаметра и шлифовка после закалки для обеспечения правильной геометрии готовой стали. Выбор материала, лежащий в основе этого, описан внаправляющая материала вала, и порядок процесса впошаговое руководство по обработке.
Какой допуск необходим для вала серводвигателя?
Соосность ≤0,005 мм на готовом валу, с допуском на диаметр h5 или h6 и шлифовкой Ra от 0,2 до 0,4 мкм. Динамический баланс должен быть G1 или выше. Гуаньшо достигает этих целей посредством токарной обработки на станке с ЧПУ, за которой следует сверхтонкое шлифование и коррекция баланса.
В чем разница между сервоприводом и валом шагового двигателя?
Сервовал более тугой во всех отношениях. Соосность ≤0,005 мм при биении шагового двигателя от ≤0,01 до 0,02 мм, h5 или h6 по сравнению с h7, Ra от 0,2 до 0,4 мкм по сравнению с Ra от 0,8 до 1,6 мкм, а также указанный уровень балансировки, который обычно не требуется для шагового двигателя. Сервопривод также имеет конус 1:10, а не простой или D-образный конец.
Почему динамическая балансировка важна для вала автоматики?
Сила дисбаланса возрастает пропорционально квадрату скорости, поэтому небольшой остаток превращается в большую вибрацию на высоких оборотах. Эта вибрация сокращает срок службы подшипника, усиливает слышимый визг в ячейке и ухудшает точность позиционирования. Высокоскоростные валы балансируются до G1 или выше, а валы шпинделей от G0,1 до G0,4.
Должен ли шарнирный вал робота использовать шпоночную или шлицевую канавку?
В большинстве случаев сплайн. Для сборки шпоночной канавки необходим зазор, и этот зазор становится люфтом при реверсе соединения. Шпонка распределяет нагрузку на множество зубов с гораздо меньшими потерями в движении. Для выходных концов сервопривода конус с затяжным болтом еще жестче.
Может ли компания Guanshuo изготавливать валы для взрывозащищенных двигателей?
Да. Взрывозащищенные валы выдерживают биение ≤0,01 мм и могут поставляться из искробезопасного сплава. Плотное биение удерживает ротор в центре, поэтому ничего не трется, что предотвращает нагрев и искрение, которых следует избегать.
Отправьте необходимую коаксиальность, класс балансировки и интерфейс. Гуаньшо шлифует и балансирует самостоятельно, поэтому цифры на вашем чертеже — это цифры, которые можно измерить. Или свяжитесь с командой постраница контактов.
