Elektrické lineární aktuátory jsou nezbytným nástrojem v našem každodenním životě a pomáhají automatizovat řadu procesů. Tato nezbytná zařízení lze často integrovat do mnoha aplikací, kde může být citlivost na hluk důležitá, například v moderních lékařských lůžkách. Při pohledu na typy pohonů, které si můžete vybrat s ohledem na tlumení hluku, je zřejmé, že elektrické pohony jsou lepší volbou. Elektrické lineární pohony vydávají méně hluku než pneumatické systémy, což je jeden z hlavních důvodů, proč elektrické pohony v mnoha oblastech (včetně zdravotnických zařízení) vytlačují pneumatiku.
S ohledem na to jsme si položili otázku: kromě jejich nadřazenosti pneumatickým systémům, co může způsobit, že lineární aktuátory zní jinak nebo fungují hlasitěji než obvykle? Nadměrný hluk je obtížné řešit, protože pravděpodobně neexistuje jediný zdroj problému. Tento článek představí některé z nejčastějších příčin nadměrného hluku u lineárních aktuátorů.
Nedokonalosti tolerance vodicího šroubu a hnací matice
Tento problém se vyznačuje periodickým mechanickým hlukem, který se objevuje při pohybu pohonu. Hluk je obvykle znatelnější při velkém zatížení, což se připisuje špatnému utažení vodicího šroubu a matice. Pokud jsou vodicí šroub a matice příliš volné, může to způsobit vibrace při pohybu motoru, a na druhou stranu, pokud jsou vodicí šroub a matice příliš utažené, dojde k nadměrnému hluku a poklesu otáček v důsledku tření. Níže uvádíme dvě videa: jedno ukazuje normální fungování hnací matice a vodicího šroubu a druhé demonstruje účinek, pokud jsou příliš utažené.
Příliš těsná rozteč hnací matice a vodicího šroubu
Hnací matice a vodicí šroub fungují normálně
Pokud máte podezření, že je rozteč mezi hnací maticí a vodicím šroubem příliš těsná, můžete to otestovat rozebráním jednotky a otočením matice. Otáčením matice by se měla otáčet kolem vodicího šroubu a pohybovat se dopředu. Pokud je kladen nadměrný odpor nebo pokud otáčením matice skutečně otáčí vodicí šroub, pravděpodobně se jedná o problém s hlukem, protože tření je příliš vysoké. Jedná se o výrobní problém, protože máte buď vadnou matici, nebo poškozený vodicí šroub. Tento problém by měl být kryt zárukou výrobce, ale můžete jej vyřešit výměnou hnací matice.
Problémy se statorem motoru
Motor je držen mezi dvěma ložisky. Pokud jsou ložiska volná ve svých objímkách, pohyb motoru způsobí vibrace. Tyto vibrace mohou vést k většímu hluku v převodovce v důsledku rozteče ozubených kol rotoru nebo jen kvílení uvnitř samotného motoru. Uvolněná ložiska mohou dokonce vést k problémům s nadměrným proudem, pokud se zaseknou v poloze, která způsobuje, že motor kompenzuje dodatečný točivý moment. Níže uvedené obrázky ukazují ložisko přilepené k hřídeli rotoru, místo aby pevně sedělo ve svém objímce.
Níže uvedená dvě videa znázorňují snadné otáčení hnací matice za normálního provozu, přičemž druhé video ukazuje, kdy je tento mechanismus po přepnutí na nekonformní stator tužší.
Normální provoz - hnací matice se snadno otáčí
Po přepnutí na nekonformní stator se hůře otáčí hnací matice
Pro definitivní ověření, zda se jedná o tento případ, je možné ručně otáčet vodicím šroubem, jak je znázorněno na druhém videu. Otáčení vodicího šroubu by způsobilo pohyb rotoru a v ideálním případě by ložiska měla umožňovat jeho volný pohyb. Pokud se však vyskytne problém s nadměrným opotřebením ložisek nebo jejich nesouosostí, bude se vodicím šroubem obtížně otáčet. Tento problém lze vyřešit vrácením ložisek do jejich objímek a zajištěním jejich úplného vyrovnání. Nicméně je pravděpodobné, že se problém znovu objeví, takže je nejlepší ložiska kompletně vyměnit. Někdy k tomuto problému může dojít také jednoduše proto, že aktuátor stárne, takže může být nejlepší vyměnit celý aktuátor.
Hluk převodovky: Rozteč zubů a seřízení hřídele
Pokud se ozubená kola uvnitř převodovky správně nedotýkají, mohou způsobovat nadměrný hluk. To je pravděpodobně nejčastější příčina nadměrného hluku kovových ozubených kol. Za normálního provozu by se ozubená kola měla při dostatečném mazání posouvat do sebe. Pokud jsou ozubená kola příliš blízko u sebe, dochází k nadměrnému tření a mohou se zadřít nebo o sebe odřít. I když by to vedlo k mnohem tiššímu a plynulejšímu chodu, mohlo by to také způsobit opotřebení ozubených kol a potenciálně i jejich zaseknutí.
Alternativně může být vzdálenost mezi ozubenými koly příliš velká. V tomto případě bude vůle ozubeného kola vytvářet hodně hluku a provoz nebude plynulý. Hladina hluku je extrémně citlivá na vzdálenost mezi ozubenými koly, což nám ponechává relativně malý prostor pro chyby.
Příklad/ilustrace citlivosti rozteče převodových stupňů
Požadavky na rozteč ozubených kol by mohly být porušeny kvůli výrobním tolerancím ozubených kol – obě protilehlá ozubená kola by mohla být na menším konci spektra a nemohla by správně zabírat. Je také možné, že z různých důvodů je samotný rotor mírně nakloněný, což by ovlivnilo mezeru ozubených kol.
Problém můžete vyřešit zakoupením nové sady náhradních ozubených kol. Je také možné zkontrolovat ložiska na rotoru – pokud jsou špatně vyrovnaná, může být mezera mezi ozubenými koly větší. Pokud je zdrojem hluku rozteč ozubených kol, pak se pravděpodobně jedná o výrobní problém. V takovém případě je třeba zkontrolovat, zda je hluk mimo specifikace, a pokud ano, vyměnit pohon.
Nedostatek maziva v převodovce
Mazání převodů v uzavřené převodovce s relativně nízkými otáčkami, například v aktuátoru, se obvykle provádí plastickým mazivem místo oleje. Pokud na ozubených kolech není dostatek maziva, mechanické tření bude příliš vysoké a ozubená kola budou nejen produkovat více hluku, ale také se budou mnohem rychleji opotřebovávat. Nedostatek maziva je výrobní problém – uvnitř převodovky by ho obecně mělo být dostatek, aby vydrželo po celou dobu životnosti aktuátoru. Nedostatečné mazání uvnitř převodovky také způsobí vibrace a může vést k přehřátí ozubených kol.
Naštěstí je to jeden z problémů, který lze snadno vyřešit. Problém můžete vyřešit přidáním maziva do převodových stupňů nebo případně rovnoměrněji a efektivněji rozložit mazivo, které je již uvnitř převodovky. Pokud z nějakého důvodu mazivo není k dispozici, můžete se zeptat výrobce, jaké mazivo použít, a problém vyřešit.
Závěr
Lineární pohony se obvykle volí jako tišší alternativa k hydraulickým a pneumatickým pohonům. Elektrické pohony však mohou být z mnoha důvodů stále poměrně hlučné, přičemž nejčastější jsou uvedeny výše. Je důležité věnovat pozornost hluku vycházejícímu z pohonů během provozu, protože tento hluk by mohl být zvukem vadného pohonu a naznačovat vážný výrobní problém. Tento včasný zásah vám může v budoucnu ušetřit čas na řešení problémů. Bohužel ve většině případů nelze nadměrný hluk vyřešit bez výměny poškozených dílů nebo dokonce celého pohonu.
Pokud je zvuk vašeho lineárního aktuátoru nepravidelný a vydává nadměrný hluk, bylo by vhodné prozkoumat a opravit/vyměnit poškozené součásti. Případně kontaktujte nás a naši technici vám rádi pomohou tento problém vyřešit.