Sähköiset lineaariset toimilaitteet ovat olennainen työkalu arjessamme, sillä ne auttavat automatisoimaan monia prosesseja. Näitä laitteita integroidaan usein sovelluksiin, joissa meluherkkyys voi olla tärkeää, esimerkiksi moderneihin sairaalasänkyihin. Kun tarkastellaan äänitasojen hallinnan näkökulmasta valittavia toimilaitteita, on selvää, että sähköiset toimilaitteet ovat ylivoimainen valinta. Sähköiset lineaariset toimilaitteet tuottavat vähemmän melua kuin pneumaattiset järjestelmät, mikä on yksi pääsyistä, miksi sähköiset ratkaisut ovat syrjäyttäneet pneumaattiset monilla alueilla (myös terveydenhuollossa).
Tämä mielessä herää kysymys: pneumatiikkaan verrattuna ylivoimaisuutensa lisäksi, mikä voi saada lineaarisen toimilaitteen kuulostamaan erilaiselta tai käymään tavallista kovemmalla äänellä? Liiallinen melu on hankala ongelma, koska yhdelle lähteelle ei yleensä voida osoittaa syytä. Tässä artikkelissa esittelemme yleisimpiä syitä liialliseen meluun lineaarisissa toimilaitteissa.
Johtoruuvin ja liikemutterin välyksen epätäydellisyydet
Tämä ongelma ilmenee jaksottaisena mekaanisena äänenä toimilaitteen liikkuessa. Ääni korostuu tavallisesti raskailla kuormilla, mikä johtuu siitä, ettei johtoruuvi ja mutteri sovi hyvin yhteen. Jos johtoruuvi ja mutteri ovat liian löysiä, moottorin liikkuessa syntyy värinää, ja jos ne taas ovat liian tiukkoja, kitka aiheuttaa ylimääräistä melua ja nopeuden laskun. Alla on kaksi videota: ensimmäisessä liikemutteri ja johtoruuvi toimivat normaalisti, toisessa havainnollistetaan liian tiukan välyksen vaikutusta.
Liikemutterin ja johtoruuvin välys liian pieni
Liikemutteri ja johtoruuvi toimivat normaalisti
Jos epäilet, että liikemutterin ja johtoruuvin välys on liian pieni, tämän voi testata purkamalla yksikön ja kiertämällä mutteria. Mutterin kiertämisen tulisi pyörittää sitä johtoruuvin ympäri ja liikuttaa sitä eteenpäin. Jos vastus on poikkeuksellisen suuri tai jos mutterin kiertäminen pyörittääkin johtoruuvea, kyseessä on todennäköisesti meluongelma liian suuren kitkan takia. Tämä on valmistusvirhe, sillä joko mutteri on viallinen tai johtoruuvi vaurioitunut. Ongelman tulisi kuulua valmistajan takuun piiriin, mutta sen voi mahdollisesti ratkaista vaihtamalla liikemutterin.
Moottorin staattoriin liittyvät ongelmat
Moottori on laakeroitu kahden laakerin varaan. Jos laakerit ovat löysät pesissään, moottorin liike aiheuttaa värinää. Tämä värinä voi lisätä vaihteiston melua roottorin hammasvälyksen vuoksi tai aiheuttaa ujellusta itse moottorissa. Löysät laakerit voivat johtaa jopa virtaongelmiin, jos ne jumittuvat asentoon, joka pakottaa moottorin kompensoimaan lisävääntömomenttia. Alla olevissa kuvissa näkyy laakeri, joka on jumissa roottorin akselissa eikä istu tiukasti pesässään.
Alla olevat kaksi videota näyttävät, kuinka liikemutteri pyörii normaalisti kevyesti, ja toisessa videossa, miten mekanismista tulee raskaampi sen jälkeen, kun on vaihdettu spesifikaation vastaavaan staattoriin.
Normaali toiminta – liikemutteri helppo kääntää
Liikemutteria on vaikeampi kääntää vaihdettaessa spesifikaation vastaamattomaan staattoriin
Varmistaaksesi tämän, yksi tapa on pyörittää johtoruuvi käsin toisen videon tapaan. Johtoruuvin pyöritys liikuttaa roottoria, ja ihannetapauksessa laakerien tulisi sallia vapaa liike. Jos laakereissa on kuitenkin liiallista kulumaa tai kohdistus on pielessä, johtoruuvia on vaikea kääntää. Ongelmaa voi yrittää korjata painamalla laakerit takaisin pesiinsä ja varmistamalla, että ne ovat täysin pohjassa. Todennäköisesti ongelma kuitenkin palaa, joten paras ratkaisu on vaihtaa laakerit kokonaan. Joskus kyse voi olla myös siitä, että toimilaite on yksinkertaisesti vanha – tällöin koko toimilaitteen vaihtaminen voi olla järkevää.
Vaihteiston melu: hammasvälys ja akselin linjaus
Jos vaihteiston hammaspyörät eivät ole kunnolla kosketuksissa, ne voivat aiheuttaa liiallista melua. Tämä on todennäköisesti yleisin syy metallisten hammaspyörien meluun. Normaalisti hammaspyörien tulisi liukua toisiinsa riittävällä voitelulla. Jos hammaspyörät ovat liian lähellä, kitka kasvaa liialliseksi ja ne voivat jumittua tai hangata toisiaan vasten. Tämä saattaisi tuntua hiljaisemmalta ja pehmeämmältä, mutta aiheuttaa kulumaa ja voi johtaa hammaspyörien lukkiutumiseen.
Vaihtoehtoisesti hammaspyörien välys voi olla liian suuri. Tällöin hammasvälys synnyttää paljon melua ja toiminta on nykivää. Melutaso on erittäin herkkä hammaspyörien väliselle etäisyydelle, mikä jättää vain pienen virhemarginaalin.
Esimerkki/havainnollistus hammasvälyksen herkkyydestä
Hammasvälysvaatimukset voivat rikkoutua hammaspyörien valmistustoleranssien vuoksi – molemmat yhteen kytkeytyvät hammaspyörät voivat olla spektrin pienessä päässä eivätkä tartu kunnolla. Lisäksi roottori voi eri syistä olla hieman vinossa, mikä vaikuttaisi hammasvälykseen.
Voit mahdollisesti ratkaista ongelman ostamalla uuden varahammaspyöräsarjan. On myös mahdollista tarkistaa roottorin laakerit – jos ne eivät ole kohdallaan, hammasvälys voi kasvaa. Jos melun lähde on hammasvälys, kyseessä on todennäköisesti valmistusongelma. Silloin on tarkistettava, ylittääkö melu spesifikaatiot, ja jos ylittää – vaihda toimilaite.
Riittämätön rasva vaihteistossa
Hitaasti pyörivissä, suljetuissa vaihteistoissa, kuten toimilaitteissa, hammaspyörien voitelu tehdään tyypillisesti rasvalla eikä öljyllä. Jos hammaspyörissä ei ole riittävästi rasvaa, mekaaninen kitka on liian suuri: hammaspyörät eivät ainoastaan tuota enemmän melua, vaan ne myös kuluvat paljon nopeammin. Riittämätön rasva on valmistusongelma – vaihteistossa pitäisi yleensä olla rasvaa riittävästi koko toimilaitteen eliniäksi. Riittämätön voitelu aiheuttaa myös värinää ja voi ylikuumentaa hammaspyöriä.
Onneksi tämä on helppo korjata. Voit lisätä rasvaa hammaspyöriin tai jakaa vaihteistossa jo olevan rasvan tasaisemmin ja tehokkaammin. Jos rasvaa ei jostain syystä ole, voit kysyä valmistajalta, mitä rasvaa käyttää, ja korjata ongelman.
Yhteenveto
Lineaariset toimilaitteet valitaan yleensä hiljaisempana vaihtoehtona hydraulisille ja pneumaattisille toimilaitteille. Siitä huolimatta sähköiset toimilaitteet voivat olla melko äänekkäitä monista syistä, joista yleisimmät on listattu yllä. On tärkeää kiinnittää huomiota toimilaitteista käytön aikana kuuluvaan ääneen, sillä se voi kertoa toimintahäiriöstä ja viitata vakavaan valmistusongelmaan. Varhainen reagointi voi säästää vianetsintäaikaa jatkossa. Valitettavasti useimmissa tapauksissa liiallista melua ei voi poistaa ilman vaurioituneiden osien – tai jopa koko toimilaitteen – vaihtamista.
Jos lineaarinen toimilaitteesi ääni on epäsäännöllinen ja liian kova, on hyvä idea selvittää ja korjata/vaihtaa vaurioituneet osat. Vaihtoehtoisesti ota meihin yhteyttä, niin insinöörimme auttavat mielellään ongelman ratkaisemisessa.