Električni linearni aktuatorji so ključno orodje v našem vsakdanu, saj pomagajo avtomatizirati različne procese. Te nepogrešljive naprave je mogoče pogosto vključiti v številne aplikacije, kjer je pomembna občutljivost na hrup, na primer v sodobnih bolniških posteljah. Če razmišljate o vrstah aktuatorjev z vidika zadrževanja hrupa, je jasno, da so električni aktuatorji boljša izbira. Električni linearni aktuatorji oddajajo manj hrupa kot pnevmatski sistemi, kar je eden glavnih razlogov, da električni aktuatorji na številnih področjih (vključno z zdravstvenimi ustanovami) izpodrivajo pnevmatiko.
Ob tem se pojavi vprašanje: ne glede na njihovo prednost pred pnevmatskimi sistemi – kaj lahko povzroči, da linearni aktuator zveni drugače ali deluje glasneje kot običajno? Prekomeren hrup je težavno obravnavati, saj verjetno ne obstaja en sam vir težave. V tem članku predstavljamo nekaj najpogostejših vzrokov za prekomeren hrup pri linearnih aktuatorjih.
Nepravilnosti v tolerancah navojnega vretena in pogonske matice
To težavo spremlja periodični mehanski hrup, ki se pojavlja, ko se aktuator premika. Hrup je običajno bolj opazen pri velikih obremenitvah, kar pripisujemo slabemu ujemanju navojnega vretena in matice. Če sta navojno vreteno in matica preohlapna, lahko med gibanjem motorja povzročata vibracije, po drugi strani pa boste pri pretesnem stiku zaradi trenja dobili dodatni hrup in zmanjšanje hitrosti. Spodaj smo vključili dva videoposnetka: prvi prikazuje normalno delovanje pogonske matice in navojnega vretena, drugi pa učinek, ko sta pretesna.
Razmik med pogonsko matico in navojnim vretenom je pretesen
Pogonska matica in navojno vreteno delujeta normalno
Če sumite, da je razmik med pogonsko matico in navojnim vretenom pretesen, lahko to preverite tako, da enoto razstavite in zavrtite matico. Vrtenje matice naj bi povzročilo njen vrtenje okoli navojnega vretena in pomik naprej. Če je prisoten pretiran upor ali če vrtenje matice dejansko vrti navojno vreteno, najverjetneje obstaja težava s hrupom, saj je trenje previsoko. To je proizvodna težava, saj imate bodisi okvarjeno matico bodisi poškodovano navojno vreteno. Težavo bi morala kriti tovarniška garancija, morda pa jo lahko rešite z zamenjavo pogonske matice.
Težave s statorjem motorja
Motor je vpet med dvema ležajema. Če so ležaji v svojih ležiščih ohlapni, bo gibanje motorja povzročalo vibracije. Te vibracije lahko privedejo do več hrupa v menjalniku zaradi razmika zobnikov rotorja ali pa do cviljenja v samem motorju. Ohlapni ležaji lahko povzročijo celo težave s pretiranim tokom, če se zataknejo v položaju, zaradi katerega mora motor kompenzirati dodatni navor. Spodnje slike prikazujejo ležaj, ki se je prilepil na gred rotorja, namesto da bi tesno sedel v svojem ležišču.
Dva spodnja videoposnetka prikazujeta, kako se pogonska matica pri normalnem delovanju zlahka vrti, drugi pa prikazuje, kako je ta mehanizem po prehodu na neustrezen stator težje upravljati.
Normalno delovanje – pogonsko matico je enostavno vrteti
Pogonsko matico je po prehodu na neustrezen stator težje vrteti
Da bi dokončno preverili, ali je temu tako, lahko, kot v drugem videu, navojno vreteno zavrtite ročno. Vrtenje navojnega vretena bo premaknilo rotor in idealno bi morala ležaja omogočati prosto gibanje. Če pa pride do težav s pretirano obrabo ležajev ali neporavnanostjo, bo navojno vreteno težko zavrteti. Težavo lahko odpravite tako, da ležaje vrnete v njihova ležišča in zagotovite, da so povsem poravnani. Kljub temu se bo težava verjetno ponovila, zato je najbolje ležaje v celoti zamenjati. Včasih se ta težava pojavi tudi zato, ker je aktuator že star, zato je morda najbolje zamenjati celoten aktuator.
Hrup v menjalniku: razmik zob in poravnava gredi
Če zobniki v menjalniku niso v pravilnem stiku, lahko povzročajo prekomeren hrup. To je verjetno najpogostejši vzrok za prekomeren hrup kovinskih zobnikov. Pri normalnem delovanju naj bi se zobniki ob ustreznem mazanju gladko vpenjali drug v drugega. Če so zobniki preblizu, je trenje preveliko in se lahko zasežejo ali vlečejo drug ob drugega. Čeprav bi to vodilo k precej tišjemu in bolj gladkemu delovanju, bi hkrati povzročalo obrabo zobnikov in potencialno zablokiranje.
Druga možnost je, da je razdalja med zobniki prevelika. V tem primeru bo zračnost zobnikov ustvarjala veliko hrupa in delovanje ne bo gladko. Raven hrupa je izjemno občutljiva na razdaljo med zobniki, zato je manevrskega prostora za napake razmeroma malo.
Primer/ilustracija občutljivosti razmika zobnikov
Zahteve glede razmika zobnikov so lahko kršene zaradi proizvodnih toleranc zobnikov – oba parjena zobnika sta lahko na spodnji meji tolerance in se ne vpenjata pravilno. Možno je tudi, da je iz različnih razlogov rotor nekoliko nagnjen, kar vpliva na zračno režo med zobniki.
Težavo lahko morda odpravite z nakupom novega kompleta nadomestnih zobnikov. Preverite lahko tudi ležaje na rotorju – če so neporavnani, je lahko zračnost med zobniki večja. Če je vir hrupa razmik zobnikov, gre najverjetneje za proizvodno težavo. V tem primeru preverite, ali hrup presega specifikacije, in če jih – zamenjajte aktuator.
Premalo masti v menjalniku
Pri zaprtem menjalniku z razmeroma nizko hitrostjo, kot pri aktuatorju, se zobnike običajno maže z mastjo namesto z oljem. Če na zobnikih ni dovolj masti, bo mehansko trenje previsoko in zobniki ne bodo le proizvajali več hrupa, temveč se bodo tudi precej hitreje obrabili. Pomanjkanje masti je proizvodna težava – v menjalniku je je praviloma dovolj za celotno življenjsko dobo aktuatorja. Pomanjkljivo mazanje v menjalniku bo povzročalo tudi vibracije in lahko privede do pregrevanja zobnikov.
Na srečo je to ena od težav, ki jih je enostavno rešiti. Na zobnike lahko dodate mast in s tem odpravite težavo ali pa morda bolj enakomerno in učinkovito razporedite mast, ki je že v menjalniku. Če masti iz kakršnega koli razloga ni, lahko proizvajalca vprašate, katero mast uporabiti, in tako rešite težavo.
Zaključek
Linearni aktuatorji so običajno izbrani kot tišja alternativa hidravličnim in pnevmatskim aktuatorjem. Kljub temu so lahko električni aktuatorji iz več razlogov še vedno precej glasni, pri čemer so najpogostejši navedeni zgoraj. Pomembno je, da med delovanjem posvetite pozornost hrupu, ki prihaja iz aktuatorjev, saj je lahko to zvok okvarjenega aktuatorja in znak resne proizvodne težave. Zgodnje ukrepanje vam lahko v prihodnje prihrani čas pri odpravljanju težav. Žal v večini primerov prekomernega hrupa ni mogoče odpraviti brez zamenjave poškodovanih delov ali celo celotnega aktuatorja.
Če je zvok vašega linearnega aktuatorja nepravilen in povzroča prekomeren hrup, je smiselno raziskati in popraviti/zamenjati poškodovane komponente. Lahko pa stopite v stik z nami in naši inženirji vam bodo z veseljem pomagali rešiti to težavo.