Dubbele wormwieloverbrenging | Dubbele vertanding, traploos instelbare speling

Productoverzicht

Bij elke standaard wormwieloverbrenging ontstaat speling naarmate de tandvlakken slijten. Het versleten metaal is verdwenen, de hartafstand kan niet worden verkleind en de enige manier om de speling tussen de schroefdraadflank van de worm en het tandvlak van het wiel in een standaard aandrijving te dichten, is door zowel de worm als het wiel te vervangen. Dit is duur en tijdrovend, maar voor de meeste industriële aandrijvingen is het acceptabel omdat de spelingspecificatie niet kritisch is. Bij precisie-positioneringsaandrijvingen – CNC-draaitafels, freesmachine-aanvoersystemen, meetmachine-assen – is zelfs 0,05 mm hoekspeling te veel. Een speling van 0,05 mm op de steekcirkel van een wormwiel met een diameter van 100 mm vertaalt zich in ongeveer 3,4 boogminuten positioneringsfout, genoeg om zichtbare oppervlakte-onregelmatigheden op een bewerkt werkstuk te veroorzaken. Korea Ever-Power Worm Gear Co., Ltd produceert duplex wormwieloverbrengingen – ook wel dual-lead wormwielen genoemd – die dit probleem oplossen door de tanddikte van de worm continu te laten variëren over de lengte ervan, zodat axiale verschuiving van de worm de oorspronkelijke speling herstelt zonder dat er componenten vervangen hoeven te worden. dubbele wormwieloverbrenging Deze set is de juiste oplossing wanneer bidirectionele positioneringsnauwkeurigheid gedurende de gehele levensduur van de aandrijving moet worden gehandhaafd.

Hoe het principe van dubbele geleiding werkt — Het technische mechanisme

Een dubbele wormwieloverbrenging wordt vervaardigd met licht verschillende spoedwaarden aan de linker- en rechterflank van elke schroefdraad. Het verschil is klein maar nauwkeurig gecontroleerd – doorgaans een verschil van enkele tienden van een millimeter in axiale spoed tussen de twee flanken. Het gevolg van dit verschil is dat de tanddikte – gemeten bij de spoedcilinder – continu toeneemt van het ene uiteinde van de wormwieloverbrenging naar het andere. Aan het dunne uiteinde past de wormschroefdraad losjes in de tandopening van het wiel met meetbare speling. Aan het dikke uiteinde past de wormschroefdraad strak met vrijwel geen speling. De opening tussen opeenvolgende schroefdraden (de tandopening) neemt dienovereenkomstig af – de schroefdraad en de opening zijn complementair.

De speling wordt afgesteld door de worm axiaal te verschuiven, zodat het gedeelte van de worm met de benodigde tanddikte in contact komt met het tandwiel, waardoor de gewenste speling ontstaat (Fig. 1). Op deze manier kan de speling tijdens de montage van het tandwiel op elke gewenste waarde worden ingesteld. Zelfs sterk versleten tandwielen kunnen nauwkeurig en continu worden bijgesteld zonder de tandcontactgeometrie te wijzigen of vertandingsinterferentie te veroorzaken – een belangrijk voordeel ten opzichte van alle alternatieve methoden voor spelingregeling.

Bij het wormwiel zorgen de verschillende modules aan elke flank voor verschillende addendummodificatiecoëfficiënten en verschillende rolcirkeldiameters aan de voor- en achterzijde van elke tand. Door deze asymmetrie verschillen de tandprofielen aan de voor- en achterzijde. Echter – en dit is cruciaal voor het begrijpen van de werking van duplex – de dikte van elke tand en de tandafstanden blijven constant rond de omtrek van het wiel. Dit betekent dat de worm in elke axiale positie kan worden geplaatst en dat de tandgeometrie altijd correct is afgestemd op de worm in die positie. Er is geen "voorkeurs" axiale positie met beter contact dan andere – de contactkwaliteit blijft uniform over het volledige verstelbereik.

Vier alternatieve methoden voor het afstellen van speling — Waarom ze elk tekortschieten

Voordat duplex wormwielen op grote schaal werden toegepast, gebruikten ingenieurs vier andere methoden om speling in wormaandrijvingen te beheersen. Inzicht in de tekortkomingen van elk van deze alternatieven maakt duidelijk waarom duplex de superieure oplossing is voor precisiepositioneringstoepassingen.

Alle vier methoden hebben hetzelfde fundamentele probleem, zoals beschreven in de technische literatuur: Aanpassingen en heraanpassingen verstoren een geometrisch nauwkeurige vertanding. Ze verschuiven het contactprofiel en veranderen de vorm en grootte ervan. Hierdoor neemt het draagvermogen af ​​en verslechtert de efficiëntie. Elke aanpassing veroorzaakt aanzienlijke slijtage bij het opstarten. Het risico op onjuiste montage en beschadiging van de wormwieloverbrenging is aanzienlijk.

Duplex wormwielen veroorzaken geen van deze problemen. Ze maken altijd geometrisch nauwkeurig tandcontact en een zeer fijne spelingafstelling mogelijk. Het contactoppervlak, het draagvermogen en het werkelijke rendement worden niet beïnvloed door de afstelling. Bovendien zijn de duplex tanden, doordat ze een involute tandvorm hebben, ongevoelig voor veranderingen in de hartafstand – bijvoorbeeld veroorzaakt door doorbuiging van de wormas onder belasting – wat een extra betrouwbaarheidsvoordeel oplevert bij zwaarbelaste precisieaandrijvingen.

Duplex versus alternatieven: wat verandert er na het aanpassen van de speling?

Deze vergelijking vormt het belangrijkste technische argument voor het specificeren van duplex in precisieaandrijvingen. De kolom "na aanpassing" geeft weer wat er daadwerkelijk met de aandrijving gebeurt na elke spelingcorrectie – de informatie die bepaalt of de aandrijving de gespecificeerde positioneringsnauwkeurigheid behoudt bij herhaalde aanpassingen gedurende de levensduur.

Belangrijke montage-instructies — Lees deze vóór de installatie.

Bij duplex wormwielen is de module van de linker- en rechtertandvlakken verschillend. Deze asymmetrie betekent dat de set een specifieke, correcte oriëntatie heeft – en slechts één correcte oriëntatie. Het monteren van de worm in de verkeerde richting zorgt ervoor dat de hartafstand groter is dan nominaal, waardoor de montage moeilijk wordt en een onjuiste tandvertanding ontstaat die niet kan worden gecorrigeerd door axiale afstelling. Controleer beide onderstaande aspecten vóór de montage.

1. Controleren van de oriëntatie van de assemblage

Op zowel de dubbele worm als het wormwiel is een pijl gestempeld die de juiste montagerichting aangeeft. Plaats bij de montage het wormwiel zo dat de pijl op het wormwiel naar voren wijst (naar u toe). Oriënteer de worm zo dat de richting van de pijl op het wormwiel overeenkomt met de richting van de pijl op het wormwiel – beide pijlen wijzen dezelfde kant op. Bij een onjuiste montage wordt de hartafstand "a" groter dan de nominale ontwerpwaarde, wat de montage bemoeilijkt en, indien geforceerd, leidt tot een onjuiste tandwieloverbrenging met overmatig lawaai, trillingen en versnelde slijtage van de tanden vanaf de eerste omwenteling.

2. Controleren van de referentiepositie voor spelingvrije werking

Een V-groef (60°, 0,3 mm diep) gefreesd op de punt van een specifieke tand van een duplexworm markeert de referentietand. Deze referentietand is de tand in de axiale positie die een speling van bijna nul (±0,045 mm) oplevert wanneer deze is uitgelijnd met het rotatiecentrum van het wormwiel, met de hartafstand ingesteld op de nominale ontwerpwaarde "a". De procedure voor het instellen van nul speling is als volgt: (1) stel de hartafstand van de behuizing in op de nominale waarde "a"; (2) draai de worm totdat de referentietand van de V-groef is uitgelijnd met de rotatieas van het wiel; (3) vergrendel de wormbehuizing of lagerafstelling in deze positie. Voor toepassingen die een lichte positieve speling vereisen (om thermische uitzetting op te vangen of om te voorkomen dat de tanden vastlopen onder belasting), verschuift u de worm axiaal naar het dunne uiteinde met de berekende hoeveelheid voordat u deze vergrendelt.

⚑ Servicenotitie: Naarmate de tandwielset slijt en de speling toeneemt, moet de worm axiaal naar het dikkere uiteinde worden verschoven met de vereiste hoeveelheid (berekend aan de hand van de spoedverschilspecificatie die bij elke set wordt geleverd). Deze herafstelling herstelt de oorspronkelijke speling van bijna nul zonder de versnellingsbak te demonteren. In de meeste uitvoeringen is de axiale positie van de wormas verstelbaar via een schroefdraadkap of een stapel vulplaatjes. Kalibreer het meetinstrument voor de speling na elke afstelling opnieuw om de herstelde waarde te controleren voordat de machine weer in gebruik wordt genomen.

Toepassingen — Waar spelingbeheersing cruciaal is voor de veiligheid of de nauwkeurigheid beperkt

Dubbele wormwielen worden toegepast waar speling ongewenst of schadelijk kan zijn: om herhaaldelijk zeer nauwkeurige positionering in beide richtingen te garanderen, om schade door impulsbelasting te voorkomen wanneer de contactvlakken afwisselen, en in aandrijvingen waar positioneringsfouten zich in de loop van de tijd ophopen. Typische toepassingen zijn onder andere draai- en kanteltafels, freesmachines en persen. De volgende voorbeelden geven de technische context voor de specifieke spelingvereisten van elke toepassing.

• ▶CNC-draaitafels met 4e en 5e as — De hoeknauwkeurigheid van de draaitafel van een bewerkingscentrum bepaalt direct de maatnauwkeurigheid van de bewerkte onderdelen op het werkstuk. Een speling van 0,1 mm bij een steekradius van 150 mm vertaalt zich in een positioneringsfout van 2,3 boogminuten, wat een zichtbare oneffenheid op het bewerkte oppervlak veroorzaakt wanneer de tafel van richting verandert voor een nabewerking. Een dubbele wormwielaandrijving, afgesteld op een speling van ±0,045 mm bij de steekcirkel van het wormwiel, vertaalt zich in een positioneringsfout van ongeveer 0,2–0,5 boogminuten — onder de drempel voor zichtbare werkstukdefecten bij standaard bewerkingssnelheden.
• ▶Aanvoer van de tafel van een precisiefreesmachine — Tafelaandrijfsystemen op bedfreesmachines gebruiken wormwielen voor de dwars- en langsaanvoer. Speling in de tafelaanvoer manifesteert zich als een "stilstand" wanneer de aanvoerrichting omkeert — de tafel beweegt niet over een afstand gelijk aan de speling, en haalt dan plotseling de achterstand in. Dit resulteert in een vlakke plek of een trede op het bewerkte profiel bij elke richtingsomkering. Duplex wormwielaandrijvingen zorgen voor een consistente aanvoerbeweging in beide richtingen, waardoor bidirectioneel contourfrezen mogelijk is zonder de correctie-offsets voor aanvoeromkering die nodig zijn om speling in standaard wormwielaandrijvingen te compenseren.
• ▶Mechanische persen en vormapparatuur — De aandrijving van de stempel op precisie-stempel- en vormpersen moet de stempel bij elke slag terugbrengen naar een exacte referentiepositie (doorgaans binnen ±0,02 mm) om een ​​consistente geometrie van het onderdeel gedurende de gehele productiecyclus te garanderen. Speling in de aandrijving zorgt ervoor dat de stempelpositie op het moment van omkering onbepaald is — de stempel kan op elke willekeurige positie binnen de spelingzone stoppen. Over een productiecyclus van duizenden slagen leidt dit tot maatafwijkingen die de kwaliteit van het onderdeel verminderen en gereedschapsschade kunnen veroorzaken als de stempel de matrijs onder een hoek raakt.
• ▶Aandrijvingen voor azimut/elevatie van telescoop en antenne — Astronomische telescopen en communicatieantennes moeten continu een doelpositie volgen, waarbij ze afwisselend acceleratie- en deceleratiefasen uitvoeren. Speling veroorzaakt een "sprong" in de richtingshoek bij elke omkering — de aandrijving moet door de speling heen accelereren voordat de belasting weer contact maakt. Deze sprong is zichtbaar als een kortstondig verlies van volgnauwkeurigheid, meetbaar op de positie-encoder. Voor radiotelescopen en optische systemen met hoge resolutie vermindert deze fout direct de signaalkwaliteit van de gevolgde bron.
• ▶assen van een coördinatenmeetmachine (CMM) — De roterende en kantelassen van een CMM moeten een meetsondepunt positioneren met een nauwkeurigheid van ±1–5 µm ten opzichte van de gewenste positie. Bij de steekcirkel van het wormwiel van een typische roterende as van een CMM vertaalt zelfs een speling van ±0,045 mm zich in een hoekpositiefout. Om deze reden gebruiken roterende assen van CMM's doorgaans een voorgespannen wormaandrijving — de dubbele aandrijving is afgesteld voorbij nul speling tot een lichte voorspanning — om de dode zone door speling volledig te elimineren. De voorgespannen toestand vereist een zorgvuldige afstelling om overmatige wrijving te voorkomen, die de positioneringsnauwkeurigheid op een andere manier zou verminderen.

Productiefaciliteit

De productie van duplex wormwielen vereist een nauwkeurigere maatvoering dan de productie van standaard wormwielen, omdat het spoedverschil tussen de flanken binnen een kleinere tolerantie moet blijven. Elke fout in het spoedverschil leidt direct tot een fout in het instelbereik voor de speling. Korea Ever-Power gebruikt speciale precisie-NC-slijpmachines voor het slijpen van de schroefdraad van duplex wormwielen, met tussentijdse metingen om het spoedverschil op meerdere axiale posities te controleren voordat het wormwiel uit de slijpbewerking wordt gehaald.

Gerelateerde componenten

Standaard wormwieloverbrengingen voor algemene industriële aandrijvingen zijn verkrijgbaar, evenals duplexconfiguraties voor precisietoepassingen. (Ingesloten) precisie wormwielreductor behuizingen met dubbele wormassen en verstelbare wormlagerconstructies, en het volledige Onderdelencatalogus voor wormaandrijvingenzijn verkrijgbaar bij dezelfde fabrikant. Specificaties voor het verschil in aansluitdraden en gegevensbladen voor de spelingafstelling worden bij elke duplexset meegeleverd.

Veelgestelde vragen

Wat gebeurt er precies als de duplex-worm in de verkeerde richting wordt gemonteerd (pijlen die niet overeenkomen)?

De worm en het tandwiel zijn ontworpen voor een specifieke relatieve oriëntatie omdat de schroefdraad aan één uiteinde dikker is. Als de worm wordt omgedraaid, komt het dikke uiteinde van de schroefdraad in de tandopeningen terecht die bedoeld zijn voor het dunne uiteinde – de hartafstand "a" tussen de asassen wordt dan groter dan de nominale ontwerpwaarde. In de praktijk betekent dit dat de behuizing ofwel niet kan worden vastgeschroefd (als de speling groot is) ofwel wel kan worden vastgeschroefd, maar dat er bij de eerste omwenteling wrijving en vastlopen ontstaat. Als de behuizing dan toch wordt vastgeschroefd, raken de tandflanken elkaar onder hoge spanning op onjuiste posities, waardoor de tanden direct beschadigd raken. De pijlmarkeringen zijn er specifiek om deze fout te voorkomen – het controleren ervan duurt slechts 30 seconden en voorkomt onmiddellijke schade aan de tandwielen.

Hoe vaak kan de aandrijving opnieuw worden afgesteld voordat de wormwieloverbrenging moet worden vervangen?

In principe kan de aandrijving onbeperkt worden bijgesteld, zolang de tandvlakken van de worm en het wiel maar voldoende materiaaldikte en oppervlaktekwaliteit behouden. De worm heeft een eindig bruikbaar verstelbereik – de afstand van het dunne tot het dikke uiteinde – dat overeenkomt met een specifieke hoeveelheid opgebouwde slijtage aan het tandvlak van het wiel. Zodra de worm in de maximale verstelpositie is geplaatst en de speling nog steeds buiten de specificaties valt, zijn de tandwielen te ver versleten en moet de set worden vervangen. In de praktijk kan een dubbele wormwielset, bij een correct gesmeerde aandrijving die binnen de nominale belasting werkt, 3 tot 6 keer worden bijgesteld gedurende de levensduur voordat vervanging nodig is. Dit verlengt de levensduur effectief met een factor 3 tot 6 ten opzichte van een standaard wormwielset.

Is een duplex wormset uitwisselbaar met een standaard wormset van dezelfde module?

Nee, een duplex wormwiel kan niet worden gebruikt met een standaard wormwiel, en een standaard wormwiel kan niet worden gebruikt met een duplex wormwiel. De tandprofielen aan de voor- en achterkant van een duplex wormwiel verschillen; het gebruik van de verkeerde worm zorgt voor onjuist contact aan de ene flank en geen contact aan de andere. De hartafstand, module en drukhoek zijn in principe hetzelfde voor duplex en standaard versies, maar de worm en het wiel moeten altijd als een paar van hetzelfde duplex ontwerp worden gebruikt.

Kan de duplex-aandrijving voorbij nul speling tot voorspanning worden afgesteld?

Ja, door de worm axiaal verder naar het dikke uiteinde te verschuiven voorbij de nul-spelingpositie ontstaat een kleine hoeveelheid voorspanning (negatieve speling). Wormaandrijvingen met voorspanning elimineren de dode zone door speling volledig en worden gebruikt in roterende assen van CMM's en zeer nauwkeurige positioneringssystemen. Voorspanning verhoogt echter de wrijving in de vertanding, wat het energieverbruik verhoogt en meer warmte genereert, en de slijtage van de tanden aanzienlijk versnelt omdat de oliefilm dunner is onder constante compressie. Voor de meeste toepassingen is het instellen van de speling op ±0,045 mm in plaats van volledige voorspanning de betere balans tussen positioneringsnauwkeurigheid en levensduur.

Welke precisieklasse is beschikbaar voor dubbele wormwieloverbrengingen?

Duplex wormwieloverbrengingen worden vervaardigd volgens DIN-precisieklassen van DIN6 tot en met DIN9. Voor toepassingen op draaitafels en freesmachines is DIN6 (±8–12 boogseconden enkelvoudige tandsteekfout bij M5) de standaardspecificatie. Voor telescoop- en CMM-toepassingen is DIN5 op aanvraag beschikbaar, met een langere levertijd vanwege de extra slijp- en verificatiebewerkingen die nodig zijn. Neem contact met ons op met uw gewenste hoekpositioneringsnauwkeurigheid, module en aantal tanden van het wiel. Wij adviseren u dan over de juiste DIN-klasse en geven u een prijsopgave en levertijd voor uw specifieke configuratie.

Klantenrecensies

Verpakking en verzending

Elke duplex set is individueel verpakt in corrosiebestendig papier en verzegeld in een polyethyleen zak. Het specificatieblad voor het verschil in voorspanning en het gegevensblad voor spelingafstelling worden bij elke set meegeleverd. De buitenverpakking bestaat uit een stevige kartonnen doos of houten kist, afhankelijk van de hoeveelheid. Internationale verzending via DHL, FedEx, TNT of UPS. Betaling: T/T of L/C vóór verzending.