Выбор муфты шагового двигателя: соответствие крутящего момента и инерции
Шаговая ось, потерявшая положение, обычно не сообщает об этом. Детали немного выходят из строя, оператор винит в этом материал, и машина работает до тех пор, пока кто-нибудь не отмерит партию и не обнаружит смещение.
Если причиной оказывается муфта, то это редко происходит из-за того, что муфта была слишком маленькой. В большинстве мастерских выбор муфты шагового двигателя определяется только размером отверстия, и никто вообще не обращает внимания на крутящий момент, инерцию или жесткость.
Выбор муфты шагового двигателя начинается с шага, а не с муфты.
Шаговый двигатель движется дискретными шагами. Каждый шаг — это небольшой толчок, и каждое изменение направления должно преодолеть инерцию всего, что прикреплено к двигателю, прежде чем нагрузка начнет следовать за ним.
Это контекст, в котором должна работать муфта, и он отличается от сервооси. Сервопривод имеет обратную связь и может корректировать себя. Степпер не может. Если шаг потерян из-за того, что нагрузка сопротивлялась сильнее, чем ожидал двигатель, привод никогда не узнает об этом.
Это означает, что задача муфты на шаговом двигателе заключается частично в смягчении этих ударов, а частично в том, чтобы оставаться достаточно жесткой, чтобы нагрузка следовала за шагом, а не отставала от него. Эти два желания тянутся в противоположных направлениях, и именно этой сделкой вы управляете.
Крутящий момент: размер для самого сложного движения, а не для среднего.
| Момент в цикле | Требования к муфте |
|---|---|
| Стабильная подача на низкой скорости | Низкий — это число, на которое ориентируются люди, и оно наименее полезно. |
| Ускорение из состояния покоя | Наивысший – крутящий момент двигателя идет на разгон инерционной нагрузки через муфту |
| Жесткий разворот на скорости | Реверсивный удар плюс любое потерянное движение, воспринятое в другом направлении |
| Пробка или авария | Остановочный момент двигателя, приложенный одновременно. Муфта часто является той частью, которая выживает, поэтому что-то еще не выживает. |
Размер зависит от крутящего момента при срыве с чем-то в руке, а не от рабочего крутящего момента. Шаговый двигатель, который останавливается на жестком упоре, вкладывает в шарнир все, что у него есть, и это число намного превышает крутящий момент, который он использует для подачи фрезы.
Инерция: то, что все забывают
У каждого шагового двигателя есть инерционный ротор, а муфта — небольшое, но реальное дополнение к нему. На маленьком моторе муфтой можно пренебречь — она может составлять заметную долю того, что мотору приходится раскручивать при каждом движении.
Отсюда следуют два последствия. Тяжелая муфта на маленьком шаговом двигателе требует ускорения, а это означает либо более медленную машину, либо более мощный двигатель. И это требует запаса по крутящему моменту, что убережет вас от неприятностей при максимальной нагрузке.
Поэтому держите свет сцепления там, где шаговый двигатель маленький. Алюминиевые ступицы вместо стальных. Цельная, а не тяжелая конструкция с двумя ступицами. И держите муфту близко к двигателю, а не удлиняйте линию вала длинной проставкой, потому что каждая дополнительная длина увеличивает инерцию и одновременно снижает жесткость.
Потерянные шаги: что является причиной, что исправить
Когда ось теряет положение, муфта становится одним из нескольких подозреваемых, и стоит сузить круг вопросов, прежде чем что-либо покупать.
Если ось теряет шаги в основном на разгоне, а мотор не глохнет, посмотрите, достаточно ли мягкая муфта, чтобы нагрузка отставала от шага. Торсионно-мягкая муфта на быстроходной оси может означать, что двигатель завершает шаг, в то время как нагрузка все еще догоняет его. На машине, где имеет значение последующее движение, это отображается как ошибка положения.
Если ось теряет шаги в определенном диапазоне скоростей и нигде больше, и в этом диапазоне машина звучит грубо, то это обычно резонанс в приводе и механике, а не только в муфте. Изменение типа связи может сместить частоту и решить проблему, но настройки демпфирования и микрошагов являются обычным решением.
Если ось теряет одинаковую величину при каждом реверсе, муфта вообще не теряет шагов — в шарнире теряется движение. Изношенный крестовик, ступица, проползшая по валу, или шпонка с зазором — все это подойдет. Прежде чем тратить деньги, проверьте зажимные винты и крестовину.
Три проверки, позволяющие выявить большинство неисправностей шаговой муфты:
1. Пометьте вал и ступицу линией краски, затем прогоните ось в течение часа. Если линии больше не совпадают, значит, ступица проскальзывает.
2. Толкайте и тяните груз вручную, при включенном двигателе и удерживая его. Любое скрежетание, которое вы можете почувствовать, — это потеря движения, и в первую очередь нужно посмотреть на муфту.
3. Вручную сравните два конца муфты, раскачивая груз. Неравномерное движение между ступицами связано с посадкой крестовины или ступицы, а не двигателя.
Какой тип мы отправляем на какую работу
Для небольшого шагового двигателя на легкой оси хорошим компромиссом является муфта с эластомерной крестовиной. Он смягчает удар при шаге, он легкий и компенсирует небольшое смещение, которое возникает при использовании двигателя, установленного на кронштейне. У него есть некоторая крутильная податливость, и на машине, которая часто реверсирует, вы увидите это в повторяемости положения.
Там, где повторяемость является приоритетом, мы в первую очередь рекомендуем использовать металлическую сильфонную муфту, при условии, что соосность хорошая. Он легкий, жесткий на скручивание и не содержит эластомера, подверженного старению. Если валы не могут быть выровнены точно, сильфон — неправильный выбор, и вы сломаете его.
Для действительно смещенного шарнира муфта Oldham сохраняет правильное положение и компенсирует смещение, пока диски рассматриваются как предмет обслуживания. А для очень коротких, хорошо обработанных прямых соединений, где можно обеспечить соосность, жесткая муфта является самой жесткой доступной конструкцией - она просто не допускает каких-либо ошибок.
Мы обрабатываем челюсти, олдхэмы, сильфоны и жесткие муфты из алюминия и стали, при этом отверстия вырезаются по диаметру вала, который вы измеряете, а также шпоночные пазы или лыски там, где они нужны валу. Типы указаны на страницеСтраница муфты вала, а для смещенных соединенийслива муфтастоит посмотреть.
Отправьте диаметр вала двигателя, диаметр винта или шпильки, номинальный крутящий момент двигателя и максимальную скорость шага, которую вы выполняете.эта форма.
