Elektriske lineære aktuatorer er et vigtigt værktøj i vores dagligdag, der hjælper med at automatisere adskillige processer. Disse vigtige enheder kan ofte integreres i mange applikationer, hvor støjfølsomhed kan være vigtig, for eksempel i moderne medicinske senge. Når man ser på de typer aktuatorer, man kan vælge med støjdæmpning i tankerne, er det tydeligt, at elektriske aktuatorer er det overlegne valg. Elektriske lineære aktuatorer udsender mindre støj end pneumatiske systemer, hvilket er en af hovedårsagerne til, at elektriske aktuatorer har fortrængt pneumatik på mange områder (herunder medicinske faciliteter).
Med dette i tankerne stillede vi spørgsmålet: Udover deres overlegenhed i forhold til pneumatiske systemer, hvad kan så få en lineær aktuator til at lyde anderledes eller fungere højere end normalt? Overdreven støj er et vanskeligt problem at løse, da der sandsynligvis ikke er nogen enkelt kilde til problemet. Denne artikel vil præsentere nogle af de mest almindelige årsager til overdreven støj i lineære aktuatorer.
Ufuldkommenheder i tolerancen for ledeskrue og drivmøtrik
Dette problem er karakteriseret ved periodisk mekanisk støj, der opstår, når aktuatoren bevæger sig. Normalt er støjen mere mærkbar under tunge belastninger, hvilket skyldes, at ledeskruen og møtrikken ikke passer godt sammen. Hvis ledeskruen og møtrikken er for løse, kan dette forårsage vibrationer, når motoren bevæger sig, og hvis ledeskruen og møtrikken derimod er for stramme, vil der være ekstra støj og et fald i hastigheden på grund af friktion. Nedenfor har vi inkluderet to videoer: en der viser, hvordan drivmøtrikken og ledeskruen fungerer normalt, og en anden der demonstrerer effekten, hvis de er for stramme.
For tæt afstand mellem drivmøtrik og føringsskrue
Drivmøtrik og føringsskrue fungerer normalt
Hvis du har mistanke om, at afstanden mellem drivmøtrikken og ledeskruen er for stram, kan dette testes ved at skille enheden ad og dreje møtrikken. Drejning af møtrikken burde få den til at rotere omkring ledeskruen og bevæge sig fremad. Hvis der er for stor modstand, eller hvis det faktisk er ved at dreje møtrikken, at ledeskruen drejes, er der sandsynligvis et støjproblem, da friktionen er for høj. Dette er et produktionsproblem, da du enten har en defekt møtrik eller en beskadiget ledeskrue. Dette problem burde være dækket af produktionsgarantien, men du kan muligvis løse det ved at udskifte drivmøtrikken.
Problemer med motorstatoren
Motoren er fastholdt mellem to lejer. Hvis lejerne er løse i deres muffer, vil motorens bevægelse forårsage vibrationer. Disse vibrationer kan resultere i mere støj i gearkassen på grund af rotorgearafstanden eller blot en hylende lyd i selve motoren. Løse lejer kan endda føre til problemer med for høj strøm, hvis de sidder fast i en position, der får motoren til at kompensere for ekstra drejningsmoment. Billederne nedenfor viser et leje, der sidder fast på rotorens aksel i stedet for at sidde tæt i muffen.
De to videoer nedenfor viser, hvordan drivmøtrikken nemt kan drejes under normal drift, mens den anden video viser, hvornår denne mekanisme er hårdere efter skift til en ikke-overensstemmende stator.
Normal drift - let at dreje drivmøtrikken
Drivmøtrikken er sværere at dreje efter skift til den ikke-overensstemmende stator
For endeligt at teste om dette er tilfældet, er en metode til at verificere det manuelt at dreje ledeskruen, som vist i den anden video. Rotation af ledeskruen vil få rotoren til at bevæge sig, og ideelt set bør lejerne tillade den at bevæge sig frit. Men hvis der er et problem med overdreven slid på lejerne eller forkert justering, vil ledeskruen være svær at dreje. Dette problem kan løses ved at sætte lejerne tilbage i deres muffer og sikre, at de er helt flade. Når det er sagt, vil det sandsynligvis forårsage et problem igen, så det er bedst at udskifte lejerne helt. Nogle gange kan dette problem også opstå simpelthen fordi aktuatoren bliver gammel, så det kan være bedst at udskifte hele aktuatoren.
Gearkassestøj: Tandafstand og akseljustering
Hvis tandhjulene i gearkassen ikke har ordentlig kontakt, kan de forårsage overdreven støj. Dette er sandsynligvis den mest almindelige årsag til overdreven støj fra metalgear. Under normal drift forventes tandhjul at glide ind i hinanden med tilstrækkelig smøring. Hvis tandhjulene er for tæt på hinanden, er der overdreven friktion, og de kan sætte sig fast eller skrabe mod hinanden. Selvom dette ville føre til en meget mere støjsvag og jævn drift, ville det også slide på tandhjulene og potentielt sætte tandhjulene fast.
Alternativt kan afstanden mellem gearene være for stor. I dette tilfælde vil gearets slør skabe en masse støj, og driften vil ikke være jævn. Støjniveauet er ekstremt følsomt over for afstanden mellem gearene, hvilket giver os en relativt lille plads til fejl.
Eksempel/illustration af gearafstandsfølsomhed
Kravene til tandhjulsafstand kan være overtrådt på grund af tandhjulenes produktionstolerancer - begge modstående tandhjul kan være i den lille ende af spektret og ikke gå i indgreb korrekt. Det kan også være muligt, at selve rotoren af forskellige årsager er lidt vippet, hvilket ville påvirke tandhjulsafstanden.
Du kan muligvis løse problemet ved at købe et nyt sæt udskiftningsgear. Det er også muligt at kontrollere lejerne på rotoren – hvis de er forkert justeret, kan tandhjulsgabet være større. Hvis kilden til støjen er tandhjulsafstanden, er det sandsynligvis et produktionsproblem. I så fald skal du kontrollere, om støjen er uden for specifikationerne, og hvis den er det – udskifte aktuatoren.
Utilstrækkelig fedt i gearkassen
Gearsmøring i en lukket gearkasse med relativt lav hastighed, såsom i en aktuator, udføres typisk med fedt i stedet for olie. Hvis der ikke er nok fedt på gearene, vil den mekaniske friktion være for høj, og gearene vil ikke kun producere mere støj, de vil også slides meget hurtigere. Utilstrækkelig fedt er et produktionsproblem – der bør generelt være nok inde i gearkassen til at vare i hele aktuatorens levetid. Utilstrækkelig smøring inde i gearkassen vil også forårsage vibrationer og kan få gearene til at overophede.
Heldigvis er dette et af de problemer, der er lette at løse. Du kan tilsætte fedt til gearene for at løse problemet eller potentielt fordele det fedt, der allerede er inde i gearkassen, mere jævnt og effektivt. Hvis der af en eller anden grund ikke er fedt, kan du spørge producenten, hvilket fedt du skal bruge, og løse problemet.
Konklusion
Lineære aktuatorer vælges normalt som et støjsvagere alternativ til hydrauliske og pneumatiske aktuatorer. Når det er sagt, kan elektriske aktuatorer stadig være ret støjende af en række årsager, hvor de mest almindelige er anført ovenfor. Det er vigtigt at være opmærksom på den støj, der kommer fra aktuatorerne under drift, da denne støj kan være lyden af en defekt aktuator og indikere et alvorligt produktionsproblem. Denne tidlige handling kan spare dig tid til fejlfinding i fremtiden. Desværre kan den overdrevne støj i de fleste tilfælde ikke løses uden at udskifte de beskadigede dele eller endda hele aktuatoren.
Hvis lyden af din lineære aktuator er uregelmæssig og larmer for meget, er det en god idé at undersøge og reparere/udskifte de beskadigede komponenter. Alternativt, kontakt os og vores ingeniører vil med glæde hjælpe med at løse dette problem.