Pomiar i nastawianie luzu w osiach posuwowych obrotowych

Transkrypt

1 Wydział Budowy Maszyn i Zarządzania Instytut Technologii Mechanicznej Maszyny i urządzenia technologiczne laboratorium Pomiar i nastawianie luzu w osiach posuwowych obrotowych Cykl II Ćwiczenie 1

2 1. CEL WICZENIA Celem wiczenia jest zapoznanie si ze sposobem nastawiania luzu w wybranych przekładniach redukujcych. 2. METODY KASOWANIA LUZU W WYBRANYCH PRZEKŁADNIACH Znane i wykorzystywane w precyzyjnych napdach obrotowych maszyn technologicznych s dwuskokowe przekładnie limakowe, stokowe przekładnie spiroidalne (rys. 1a) a take płaskie przekładnie spiroidalne (rys. 1b). Te ostatnie w Polsce wdroone zostały do produkcji w JAFO SA we współpracy z Instytutem Technologii Mechanicznej Politechniki Poznaskiej. a) b) Rys. 1. Widok stokowej a) i płaskiej b) przekładni spiroidalnej Zmian wielkoci luzu w przekładni zbatej w ogólnym ujciu mona osign poprzez: zmian gruboci zbów, zmian odległoci midzy współpracujcymi kołami (zbami) przesuw jednego z nich majcy na celu zwikszenie lub zmniejszenie lu. Na podstawie dwóch niezalenych parametrów utworzono moliwe warianty (rys. 2). Opisuj one w ogólnym ujciu metody nastawiania luzu w przekładniach zbatych. Wysoko przenikania stała zmienna Grubo zbów stała zmienna I III II IV Rys. 2. Nastawianie luzu w przekładniach zbatych Przy stałej gruboci zbów oraz stałej odległoci osi współpracujcych kół zbatych (przypadek I z rys. 2) warto luzu obwodowego jest spowodowana błdami wykonania kół oraz montau. Uzyskanie okrelonej wartoci luzu wymaga duej dokładnoci wykonania współpracujcych elementów, przy czym nie jest moliwe kompensowanie luzu pojawiajcego si w miar zuywania ciernego współpracujcych uzbie. Przy stałej gruboci zbów, zmienn wysoko przenikania (przypadek II z rys. 2) w wikszoci przekładni uzyskuje si przez

3 regulacje odległoci osi. W przekładniach limakowych ze limakiem jednoskokowym nastawianie luzu midzyrbnego mona regulowa midzy innymi poprzez osadzenie limaka w kołysce mimorodowej, której obrót zmienia odległo osi przekładni, co powoduje zmian luzu midzyzbnego. Zmienna grubo zwoju limaka dwuskokowego i stała wysoko przenikania (przypadek III z rys. 2) to cecha przekładni limakowej ze limakiem dwuskokowym. Jednoczesna zmiana gruboci zbów oraz wysokoci przenikania (przypadek IV z rys. 2) jest teoretycznie moliwa, jednak rozwizanie to nie znalazło praktycznego zastosowania. Nastawianie luzu w przekładni limakowej ze limakiem dwuskokowym odbywa si poprzez przesuw osiowy limaka. Uproszczony model zuywania si limacznicy i kasowania luzu przedstawiono na rys. 3. Zuycie wynikajce z tarcia współpracujcych ze sob powierzchni powoduje, e po okrelonym okresie eksploatacji limacznica wyciera si na wysokoci zazbienia, czego efektem jest pojawienie si luzu. Luz przekraczajcy warto dopuszczaln dla danej przekładni kasowany jest poprzez osiowy przesuw limaka. Poniewa zakres kasowania luzu ograniczony jest dopuszczaln rónic skoków limaka, zatem jego przekroczenie powoduje koniecznoci wymiany przekładni. a) p 2 p 1 b) c) d) Rys. 3. Uproszczony model zuywania silimacznicy i kasowania luzu w przekładni dwuskokowej; a, b) przekładnia nowa, c, d) przekładnia po skasowaniu luzu wynikłej zuyciem; p1, p2 skoki limaka dla przeciwległych stron zba W przekładni spiroidalnej (rys. 4a) nastawianie luzu moe odbywa si poprzez osiowy przesuw limacznicy, lub te promieniowy ruch limaka. Stosowanym w praktyce przemysłowej rozwizaniem jest łoyskowanie limaka w tulei mimorodowej (rys. 4b). Wad rozwizania z tulej mimorodow jest zmienianie si odległoci osi przekładni a podczas nastawiania luzu, co pociga za sob zmian ladów przylegania uzbienia oraz wpływa negatywnie na dokładno pozycjonowania.

4 a) b) = 30 a 0 H V + e sin e sin o obrotu e =+ 30 a 0 c) [ mm] d) [ ] H V Rys. 4. Mimorodowy sposób kasowania luzu: a) widok przekładni, b) schemat, c) wykresy przemieszcze poziomych i pionowych, d) mimorodowa tuleja, w której łoyskowany jest limak Nastawianie luzu w stokowej przekładni spiroidalnej odbywa si podobnie jak w dwuskokowej przekładni limakowej, poprzez osiowy przesuw limaka przy. 3. STANOWISKO BADAWCZE Schemat stanowiska badawczego przedstawiono na rys. 5. W skład stanowiska wchodzi: stół obrotowy FNd 320s z silnikiem krokowym o 1000 kroków na obrót, sterownik PLC sterujcy silnikiem krokowym, układ napdowy silnika krokowego, czujnik przemieszcze liniowych.

5 Rys. 5. Schemat stanowiska badawczego Czujnik przemieszcze liniowych zamocowano prostopadle do promienia tarczy stołu w odległoci 150 mm od osi stołu. Przemieszczenie liniowe jest mierzone w kierunku prostopadłym do promienia tarczy stołu i w płaszczynie równoległej do powierzchni tarczy stołu. Badania wartoci luzu zwrotnego przekładni mierzy si w 4 połoeniach ktowych tarczy, co umoliwia uniknicie błdów przypadkowych. Sterowanie obrotem tarczy stołu obrotowego NC. Po włczeniu napdu i sterownika silnika krokowego naley wcisn przycisk F12, a nastpnie wej do programu Tablica kompensacji. Klawisze F1 i F2 słu do rcznego obrotu tarczy stołu w kierunku zgodnym i przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Obrót o zadan warto kta dokonuje si po naciniciu zielonego przycisku START na szafie sterujcej. Warto kta obrotu programuje si wybierajc ten parametr na ekranie klawiszami góra, dół, wciniciu klawisza ENTER, wprowadzeniu nowej wartoci i potwierdzeniu klawiszem ENTER. 4. PRZEBIEG WICZENIA Wielko luzu w przekładni badana jest w n wybranych punktach za pomoc czujnika przemieszcze liniowych. Przyjte jest załoenie upraszczajce, e dla małych wartoci kta, jego warto jest zbliona do wartoci funkcji tangens. Po ustawieniu czujnika w pierwszej pozycji pomiarowej naley przeprowadzi procedur pomiarow: 1. wykona obrót tarczy stołu o podany przez prowadzcego kt, 2. zapisa wskazania czujnika pomiarowego (s1), 3. dokona obrót tarczy stołu o kt, 4. wykona obrót tarczy stołu o kt (warto ujemna kta tarcza stołu wykonuje obrót w przeciwnym kierunku), 5. zapisa wskazania czujnika pomiarowego (s2). Warto bezwzgldna rónicy wskaza czujnika s1 s2 jest miar luzu w przekładni. Aby przeliczy j na warto ktow w stopniach, naley skorzysta ze wzoru:

6 s1 s2 180 l α = (1) R π gdzie: l warto luzu w stopniach, s1, s2 wskazania czujnika, R promie, na którym mierzone jest przesunicie liniowe czujnika (promie zamocowania zderzaka). Pomiar dla kadego zderzaka naley wykona co najmniej 5 razy i obliczy redni warto luzu. Naley wykona wykres luzu w funkcji połoenia ktowego tarczy stołu. Po okreleniu maksymalnej i minimalnej wielkoci luzu w przekładni naley obliczy, jaki powinien by: a) w przypadku płaskiej przekładni spiroidalnej obrót tulei mimorodowej, b) w przypadku płaskiej dwuskokowej przekładni spiroidalnej lub przekładni limakowej przesuw osiowy limaka, aby wykasowa luz. Dla przekładni współpracujcej ze limakiem dwuskokowym przesunicie osiowe limaka dla skasowania luzu wyznacza si z równania: 2 p0 i l sl = α [mm] 360 p (2) gdzie: p 0 redni skok limaka 5,744 mm, i przełoenie przekładni 1/90, p rónica skoków limaka. 0,01 mm l luz ktowy w przekładni [ ], 5. SPRAWOZDANIE Sprawozdanie powinno zawiera: temat oraz dat wykonania wiczenia, oznaczenie grupy; nazwisko osoby wykonujcej wiczenie; cel wiczenia; schemat stanowiska badawczego (pogldowy widok - szkic); opis wykonywanych czynnoci; wyniki pomiarów; niezbdne obliczenia wnioski. Uwaga: Sprawozdanie nie moe przekracza jednej kartki. Przykładowe pytania kontrolne: 1. Wymieni sposoby nastawiania luzów w przekładniach? 2. Opisa uproszczony sposób badania luzu w stole NC? 3. Jaki jest wzór na obliczenie przesunicie limaka w przekładni dwuskokowej w celu skasowania luzu.